recuperación y tratamiento mediante compactación...

Cimentación

L a compactación dinámica es probable-mente la técnica de mejora del terrenomás antigua que existe; pero el verda-

dero reconocimiento como método ingenierilde mejora de suelos, se relaciona con el inge-niero francés Louis Menard a principios de losaños 70 del siglo pasado.

Desde entonces y hasta la actualidad se haido convirtiendo en una técnica que se utilizaen un amplio campo que va desde mejoras enterrenos con problemas de licuefacción hastarecuperación de zonas y espacios en las gran-des ciudades donde existen importantes ex-tensiones de escombreras y vertederos de re-siduos inertes.

La compactación dinámica se comenzó aemplear en rellenos y suelos granulares natura-les. Actualmente, con la experiencia acumula-da por la empresa Menard con más de 30Mm2 tratados a lo largo de todo el mundo, sepuede ampliar el campo de aplicación de latécnica a un mayor número de terrenos, ha-biendo demostrado su eficacia en terrenossensiblemente arcillosos.

Donde la compactación dinámica práctica-mente no tiene competencia en cuanto al gradode mejora que se alcanza con relación a otrastécnicas, es en la compactación de rellenos ur-banos e industriales, asi como pedraplenes; esdecir, terrenos con un comportamiento muyheterogéneo y con existencia de macrohuecos.

En los últimos años, se han llevado a caboen España numerosas obras de esta naturale-za que han permitido comprobar que se tratade un método de mejora con garantías de re-sultados, y que permite posteriormente alber-gar cualquier tipo de desarrollo urbanístico, asícomo la cimentación superficial de determina-das instalaciones y edificaciones.

Fundamentos de la técnicaEl principio de funcionamiento es bastante bá-sico, y consiste en compactar el terreno me-diante el golpeo de una masa que impacta en

el terreno dejándola caer desde una determi-nada altura. El método se puede asimilar alensayo Proctor en laboratorio, con la diferenciade que se aplica en obra y que la energía decompactación es considerablemente mayor.

En los comienzos de la aplicación de lacompactación dinámica la energía de compac-tación se distribuía uniformemente por toda lasuperficie. Con el tiempo se llegó a la conclu-sión de que se obtenían mejores resultadosconcentrando esta energía en determinadospuntos y mediante varias fases de golpeo.

El dimensionamiento de esta técnica con-siste en definir el número óptimo de golpespor punto, separación entre ellos, número depasadas y tiempos de espera entre fases degolpeo para la disipación de las presiones in-tersticiales que se generen. En la Fig. 1 semuestra el proceso de ejecución de la com-pactación dinámica.

No existen criterios comúnmente reconoci-dos para evaluar todos estos parámetros, y re-sulta muy difícil saber de antemano la energíanecesaria a aplicar para obtener un determina-do grado de mejora, ya que depende de ungran número de factores que condicionan laefectividad del tratamiento.

Por ello, en la práctica, cuando se va a aco-meter una obra con esta técnica, independien-temente de su magnitud, es imprescindible lle-var a cabo tramos de prueba que permitan es-tablecer el procedimiento de mejora a seguiren función de la respuesta del terreno a los im-pactos a los que se somete al terreno.

La compactación dinámica, como se ha in-dicado anteriormente, depende de numerosasvariables que condicionan su capacidad de

En este artículo se expone la recuperación y tratamiento por medio de la técnica de Compactación Dinámica derellenos antrópicos como terrenos de cimentación de los futuros viales y redes, describiendo los resultados y elprocedimiento de ejecución llevado a cabo en el caso de la recuperación de un espacio como suelo industrial enel alfoz de la ciudad de Alicante; donde se acumulan importantes extensiones de rellenos antrópicos sin clasificar,de naturaleza totalmente heterogénea y muy cambiante de unas zonas a otras, con espesores muy variables conzonas puntuales de hasta 16 m.

Desarrollos urbanísticos en los cinturones de las ciudades. Caso práctico del sector

APD21 en la ciudad de Alicante

Palabras clave: ACONDICIONAMIENTO, AN-TRÓPICO, COMPACTACIÓN DINÁMICA,GOLPEO, MASA, RELLENO, TERRENO.

- Teresa PÉREZ RODRÍGUEZ,ICCP. Directora (*)

Juan C. MONTEJANO, Geólogo. Dpto . Técnico (*)

José A. ESPINOSA, ICCP. Jefe Explotación (*)

(*) MENARD ESPAÑA

21149

Recuperación y tratamiento mediante Compactación Dinámica de rellenos antrópicos

� [Figura 1] .- Esquema del proceso de ejecución de las compactación dinámica.

� [Fig. 2] .- Compactación dinámica en lasCocheras del metro ligero en Madrid.

MERCAALICANTE.Mont_ Maqueta art Geocontrol 07/03/12 10:30 Página 36

21150

Cimentación

mejora. A título orientativo, se suele fijar el um-bral de compactación a resistencias en la pe-netración del cono estático de 10 a 12 Mpa,que permiten conseguir cargas admisibles dehasta 3 kp/cm2.

En terrenos naturales predominantementegranulares, los asientos superficiales inducidostras un tratamiento de compactación varíangeneralmente del 3 al 10% del espesor del te-rreno sometido a tratamiento, sin embargo sealcanzan valores del 5 al 15% en el caso de re-llenos antrópicos urbanos e industriales.

A partir de esta técnica de mejora, desdeun punto de vista geotécnico, se producen lossiguientes efectos:

- Inmediata densificación de los suelosmás granulares, por la propia recoloca-ción de las partículas.

- Disipación de las presiones intersticialesdebido a la formación de una verdaderared de drenaje, favorecida por el gradode licuefacción del terreno y por el hechode que la permeabilidad del terreno crececon el aumento de dicho grado de licue-facción.

- Incremento progresivo de la resistencia alcorte del terreno en paralelo a la disipa-ción de las presiones intersticiales.

La creación de este terreno densificadopermite que se pueda cimentar superficial-mente y con seguridad edificaciones e instala-ciones industriales, ya que se producen los si-guientes efectos:

- Reducción de los asientos absolutos y di-ferenciales. Homogenización en el com-portamiento.

- Aumento de la capacidad portante, convalores admisibles para instalaciones yedificaciones con cargas moderadas.

- Control de posibles asientos por fenóme-nos de colapso, inducción de los asien-tos por existencia de macrohuecos.

- Mejora del terreno frente al riesgo de li-cuefacción.

Situación y antecedentes de laactuaciónLa actuación se enmarca dentro del proyectode urbanización del Plan de Reforma Interiordel sector APD21, situado en las inmediacio-nes del Puerto de Alicante.

Dicha actuación representa la urbanizacióndel último reducto de suelo industrial libre en laciudad de Alicante. El proyecto de urbaniza-ción de los más de 338.000 m2 de suelo in-dustrial se sitúa junto a Mercalicante y se ex-tiende hasta la avenida del Puerto y el caminoviejo de Elche. Lo presentó al Ayuntamiento laempresa Mercacombustible, S.L y, la cons-trucción y acondicionamiento, lo ha llevado acabo, entre los años 2010 y 2012, la UTE

Mercacombustible. El proyecto de urbanización,de 176.000 m2, contempla la construcción deviales e instalaciones así como de edificacionesabiertas con una altura máxima de cuatro plan-tas o 16 m e inmuebles para servicios.

La problemática geotécnica de dicha zonaestá directamente relacionada con los terre-nos y rellenos que conforman el Barranco delas Ovejas y la zona de Mercalicante, áreascon las que linda el sector APD21 (Fig. 3).

En dicha zona se detectaron, desde fase deproyecto, rellenos antrópicos sueltos hasta pro-fundidades de 14,0-16,0 m. Este hecho llevó acontemplar desde el inicio, soluciones de trata-miento del terreno que solventasen posiblesproblemas de asientos futuros, tanto diferidospor efecto de las cargas transmitidas por losviales, instalaciones y redes a construir, comopor el efecto de posibles subidas de la láminade agua por inundaciones en la zona que pro-vocasen el colapso de los rellenos flojos.

En este marco se sitúa el tratamiento pormedio de Compactación Dinámica que sedescribe en el presente artículo.

Descripción de la obraLa obra del acondicionamiento urbanísticoADP21, al situarse en el alfoz de la ciudad, haservido durante varias décadas como zona devertido de rellenos de explanaciones y obrasdiversas.

La campaña geotécnica que se llevó acabo en fase de proyecto en el año 2003identificó, en las zonas de los futuros viales ynaves, espesores de rellenos que alcanzabanvalores de 14,0-16,0 m.

La campaña de campo consistió en son-deos con extracción de muestras y ensayosSPT en su seno así como penetrómetros di-

námicos tipo DSPH (Fig. 4). El espesor de dichos rellenos así como su

compacidad resultaron heterogéneos, con nu-merosas zonas de rellenos muy flojos. No seidentificó el nivel freático en ninguno de los en-sayos ejecutados.

Con el fin de identificar las zonas que re-querían un tratamiento de los terrenos de ci-mentación, se zonificaron los viales según losespesores de rellenos blandos (Fig. 5), zoni-ficación que fue la base del tratamiento que acontinuación se describe.

La heterogeneidad tanto en el espesorcomo en la compacidad y naturaleza de losrellenos, así como el carácter predominante-mente granular, condujo a la elección de laCompactación Dinámica como el tratamientomas adecuado para el acondicionamiento delos terrenos de cimentación tanto de vialescomo de zonas de jardines.

Así, desde la fase de proyecto, se reco-mendó dicho tratamiento basado en la aplica-ción de una energía que se detalla en los si-guientes apartados.

Se describe en este artículo el desarrollode la obra, detallando la energía finalmenteaplicada requerida por los rellenos, asícomo la adaptación del tratamiento a lasdiversas desviaciones en los espesores,compacidades y naturaleza de los rellenosque se atravesaron. Por otro lado, se de-muestra que la Compactación Dinámica esuna técnica predominantemente empíricade difícil predicción en cuanto a su diseño.La obra que nos atañe es un fiel reflejo deun proceso de tratamiento vivo y flexibleque permite adaptarse en tiempo real a lasnecesidades del terreno en función de surespuesta.

� [Figura 3] .- Ubicación del sector APD21.


21151

Cimentación

Objetivos del tramientoDesde la fase de proyecto se planteó un trata-miento de Compactación Dinámica basado endos tipos de intensidad:

• Compactación dinámica superficial enzonas de rellenos con espesores inferio-res a 5 m. La aplicación de dicha energíase realizaría mediante un equipo decompactación ligera tipo R.I.C.(Rapid Im-pact Compactor). Energía unitaria de 60a 70 txm.

• Compactación dinámica profunda en zo-nas de rellenos donde los espesores os-cilan entre 5-16m, aplicando para ellouna energía unitaria de compactacióncomprendida entre 75 y 300 txm y espe-cifica de 250 txm/m2 (Tabla I). Estaenergía de compactación se aplicaría entres pasadas sucesivas con una mazade 15 t. La última pasada se ejecutaríacon el RIC (Rapid Impact Compaction).

Basándose en dicha energía, el proyectoplanteó la mejora a alcanzar según un incre-mento del golpeo del SPT en un valor de 10respecto al golpeo inicial antes del tratamiento.

Menard España, basándose en la cam-paña geotécnica del proyecto y en las re-comendaciones del mismo, planteó desdeel inicio, basada en su experiencia, diversascuestiones de desarrollo de la obra a teneren cuenta con el fin de trasladar a la mis-ma, desde el arranque, los medios adecua-dos. En particular se plantearon las siguientescuestiones:

• Para las zonas con espesores de rellenosblandos inferiores a 5,0 m donde se plan-taba un tratamiento de compactación di-námica superficial por medio de equiposRIC, Menard España planteó el uso deequipos clásicos de compactación diná-mica profunda con la aplicación de unaenergía unitaria de 200-250 txm y unaenergía específica media de 150 txm/m2.

• Para las zonas con espesores de rellenosblandos entre 5,0 y 12,0 m, Menard Es-paña planteó el uso de equipos clásicosde compactación dinámica profunda conla aplicación de una energía unitaria de400-500 txm y una energía específicamedia de 250 txm/m2.

Dicho tratamiento permitiría, según expe-riencias en obras similares, garantizar los si-guientes resultados del tratamiento:

• Zonas de Compactación Dinámica Su-perficial (rellenos de espesor inferior a5,0 m):o Homogeneización de los parámetros

mecánicos de todo el espesor tratadocon la consecuente reducción de losasientos diferidos y diferenciales.

� [Figura 4] .- Campañageotécnicaen fase deproyecto ygráfica deuno de lospenetróme-trosejecutados

� [Figura 5] .- Sectorizacionsegúnespesorrellenosantrópicosflojos.

� [TABLA I] .- Energíasdetratamientoprevistasen fase deproyecto.


21153

Cimentación

o Obtención de valores superiores aN30=15 en el espesor tratado segúnun análisis cualitativo de la mejora pro-ducida por medio del análisis del gol-peo de DPSH según valores medios*en el seno de los rellenos.

• Zonas de Compactación Dinámica Profun-da (rellenos de espesor entre 5,0 y 12,0 m):o Homogeneización de los parámetros

mecánicos de TODO el espesor trata-do con la consecuente reducción delos asientos diferidos y diferenciales.

o Obtención de valores superiores aN30=15 en los primeros 8,0-9,0 m ysuperior a N30=10 entre 9,0 y 12,0 men el espesor tratado según un análi-sis cualitativo de la mejora producidapor medio del análisis del golpeo delos ensayos de penetración de controla ejecutar tipo DPSH según valoresmedios* en el seno de los rellenos.

o Creación de una costra compacta enlos primeros 8,0-9,0 m que permitala reducción y control de los asientosdiferenciales. La deformabilidad de di-cha costra sería analizada por medio deun análisis cuantitativo basado en ensa-yos penetrométricos y/o tipo CPTU y/opresiométricos en el seno de los relle-nos, así como basándonos en correla-ciones obtenidas en obras ejecutadasde características similares.

Con el fin de poder llevar a cabo correcta-mente el análisis de la efectividad del trata-miento, Menard España ejecutó una campañade ensayos complementarios previos al arran-que de los trabajos (Fig. 6). Dicha campañacomplementaria tuvo como objetivo la zonifica-ción mas detallada de las zonas a tratar asícomo la obtención de datos de deformabilidady golpeo en los rellenos como datos de partidapara el análisis del tratamiento.

Finalmente la campaña preliminar consistióen sondeos de extracción con ensayos presio-métricos en su seno y ensayos penetrométri-cos tipo DPSH.

Los datos que se obtuvieron de esta cam-paña de reconocimiento confirmaron la identi-ficación de rellenos blandos de espesores muyvariables a lo largo de todos los viales y zonasde jardines.

Tramo de pruebas. Dimensionadode la soluciónAcorde a la metodología de trabajo que sigueMenard España en todas sus obras de Com-pactación Dinámica, se definió, en el arranquede los trabajos, la ejecución de varias zonas deensayos, según zonas de tratamiento superfi-cial o profundo, con el fin de acotar la energíaa aplicar y la efectividad del tratamiento.

Partiendo por tanto del análisis de los datosde la campaña geotécnica complementaria, sedecidió ejecutar mallas en diversas zonas deamplitud 4 x 4m y 5 x 5m con una única fasede golpeo y 7 x 7m con dos fases intercala-das. Dichas zonas de ensayos se dispusieronen un área preparada para ello, donde se re-plantearon 9 huellas por malla (Figs. 7 y 8).

En dichas zonas de ensayos se llevaron acabo los siguientes controles:

o Control asintótico del asiento en huellacon el fin de acotar el golpeo óptimo aaplicar según el espesor. Se adjunta enla siguiente figura una ficha de control dedicho asiento (Fig. 9).

o Control asiento circundante a la huella/concavidad/convexidad) con el fin deconcretar la apertura de malla (Fig. 10).

o Control de la profundidad, diámetro y vo-lumen de cada huella (Fig. 10).

o Ensayos de control mediante penetró-metros dinámicos tipo DPSH. o E n s a -

yos de control de tipo presiométrico en elseno de dos sondeos de extracción.

De ese modo, con la ejecución de las zo-nas de ensayos descritas, se observaron lossiguientes fenómenos:

� [Figura 6].- Campaña complementaria ensayos previos propuesta por Menard.

� [Figura 9].- Gráfica de control asintóticode asientos en huella

� [Figura 7] .- Esquema zona de ensayos.

� [Figura 8].- Vista aérea zona de ensayos.

(*) Como valor medio se entienda la media horizon-tal (aritmética) de los valores de golpeo de los DPSHejecutados, agrupados según zonas de diferente na-turaleza. (Los resultados de dichos ensayos se corre-lacionaron con el valor de SPT (criterio de control deltratamiento indicado en proyecto) por medio de unincremento de éste en un 20% respecto al valor N20).


21154

Cimentación

• Efectividad en la zona de compactacióndinámica superficial según la aplicaciónde una malla de apertura 4,0 x 4,0 m enuna única fase.

• En zonas de tratamiento superficial, ob-tención de valores N30 >15 en todo elespesor tratado de 5,0 m.

• Efectividad en la zona de compactacióndinámica profunda según la aplicaciónde una malla de apertura 5,0 x 5,0 m enuna única fase.

• En zonas de tratamiento profundo, lacreación de una costra consistente convalores N30>15 en todo momento hasta8-9,0 metros de profundidad y valoresN30>10 en todo momento hasta 12,0metros de profundidad.

• Obtención de resultados no interpreta-bles en los ensayos presiométricos reali-zados. La heterogeneidad de los rellenos,así como de los restos de construcción ybolos en su seno, impidieron la deforma-ción homogénea de la sonda del ensayo.

• Descompresión del primer metro debido ala metodología de trabajo. Éste deberá sertratado compactando a continuación elfondo por medio de medios mecánicos.

• El alcance correcto de los objetivos pre-fijados.

En función de estas zonas de ensayos y delos fenómenos observados en ellas, se definió

el procedimiento de ejecución para el resto dela superficie:

a) Zona de compactación profunda• Malla única de apertura 5 m. Densidad

por tanto de 1 huella/25,0 m2.• Energía unitaria: 485 txm.• La energía específica media dada con

dicha metodología sería de 330 txm/m2.• De 12 a 26 golpes por huella según la

zona con aporte de material granular dela plataforma (2-3 cazos) y 2-3 golpes decierre final de menor energía.

b) Zona de compactación superficial:• Malla única de apertura 4 m. Densidad

por tanto de 1 huella/16,0 m2.• Energía unitaria: 225 txm.• La energía específica media dada con

dicha metodología sería de 183 txm/m2.• De 14 a 19 golpes por huella según la

zona a tratar con aporte de material gra-nular.

Dicha metodología fue sufriendo variacio-nes según el avance de la obra, en función delas peculiaridades y respuesta del terreno delas zonas atravesadas.

Desarrollo de la obraEl conjunto de la obra (Fig. 12) se desarrolló,por tanto, según las pautas establecidas en laszonas de pruebas indicadas anteriormente.

Se zonificó el área a tratar según el códigoalfabético asignado a los viales por la UTE.

En el cuadro de la Tabla II y Figs. 13 a 15,se exponen las energías unitarias y específicaaplicadas, concluyendo con un cuadro com-parativo (Tabla III) entre las energías finalmen-te aplicadas y las previstas en el proyecto. Seobserva un considerable incremento de laenergía unitaria y específica que fue necesarioaplicar para alcanzar los objetivos prefijados ydensificar el conjunto de los rellenos que sedestacaron como muy flojos.

Algunas de las desviaciones respecto aproyecto que se detectaron, y que conllevaronla modificación de la metodología inicialmenteprefijada, así como el incremento de energíaaplicada, fueron como ejemplo los siguientes:

• En ciertos viales con compactación diná-mica profunda, tras una serie de ensayostras la primera fase de tratamiento, sepudo constatar que los rellenos eran masflojos que lo previsto, lo que obligó al cie-rre de la malla pasando a una aperturade 4x4 m en lugar de los 5x5 m iniciales,así como a pre-excavar en cada huellasegún una magnitud de 2-3m con el finde aumentar la energía transmitida al te-rreno.

• En algunas zonas de tratamiento concompactación dinámica profunda se de-tectaron materiales plásticos en superficie(3-4 m) que provocaban un efecto vento-

� [Figura 10].-Huellas enzona deensayos.

[Figura 11].-Control

topográficoen zona de

ensayos.

[Figura 12].-Vista

general dela obra.


21155

� [TABLA II] .- energía unitaria aplicada por zonas.

� [Figura 15] .- Esquema energías aplicadas calles R, L, D3 y K.� [TABLA III] .- Energia unitaria y específica aplicadas.

[Figura 13].-Esquemaenergías

aplicadascalles N, H1,

H2 y Ñ.

[Figura 14].-Esquemaenergías

aplicadascalles G2,

y D1.


Cimentación

21156

sa en la masa. Esté efecto obligó, en pri-mera instancia, a elevar la masa a una al-tura menor de 18-20 m (4 m menos delos previstos) rellenando al mismo tiempolas huellas con material granular de la pla-taforma. Una vez terminada y controladaesta zona se comprobó que la energía nohabía conseguido traspasar una capadura presente a unos 5-6 m de profundi-dad. Se decidió por tanto proceder a unasegunda fase de la misma amplitud quela anterior (5x5 m), e intercalada con la pri-mera fase con pre-excavación en cadahuella de 2-3 m, para reducir el espesorde los lentejones plásticos, y golpeo a 24-25 m de altura de caída. La unión de am-bas fases consiguió los resultados espe-rados de mejora del terreno.

• En otras zonas, el fenómeno detectadoconsistió en la existencia de capas interme-dias de residuos de construcción con gran-des bolos que amortiguaban la energía, aunos 5-7 m de profundidad. En estos ca-sos se golpeó en una segunda fase, de lamisma amplitud que la anterior (5x5 m), eintercalada con la primera fase con una pre-excavación en huella de 2-3 m. Tras esta 2ªfase se confirmó la mejora, obteniendo losparámetros previstos tras el tratamiento.

Estas anomalías se detectaron en aproxi-madamente el 50% de la superficie tratada.

Control y seguimiento durante ytras el tratamiento Para el control del tratamiento, Menard ejecu-tó cerca de 100 ensayos penetrométricos tipoDPSH y 5 ensayos CPT.

Los resultados están basados en la campa-ña geotécnica de control ejecutada por Me-nard. Dichos resultados fueron confirmados aposteriori en su totalidad por la campaña decontrol por parte de la UTE llevada a cabo porla empresa ITC.

El análisis de la efectividad del tratamientose llevó a cabo por dos métodos:

• En primera instancia se estableció unacomparativa cualitativa entre los ensayospenetrométricos previos y posteriores altratamiento.

• Y, en segunda instancia, se correlacionaronlos ensayos obtenidos, basándonos paraello en obras anteriormente ejecutadas,para obtener la deformabilidad equivalentede los rellenos tratados y estimar los posi-bles asientos futuros tanto en fase de ex-plotación como por una saturación del te-rreno debido a una subida del nivel freático.

El análisis se desarrolló en todo momentoagrupando zonas de comportamiento similar,partiendo de la zonificación inicial según los di-

ferentes viales tratados. Cabe destacar los si-guientes comentarios sobre los resultados obte-nidos:

• En toda la superficie tratada se produjoun descenso global medio de la parcelade aproximadamente 40 cm.

• En algunas zonas, como por ejemplo elvial D1, tal y como se ha comentado ante-riormente, se ejecutó el tratamiento en dosfases debido a un mayor espesor y plasti-cidad de los rellenos detectados. En laFig. 16 se muestran los resultados de losensayos de control ejecutados en dichazona. Se observa como tras la primerafase de compactación, la mejora del terre-no se disipa a partir de los 5-6 m por elefecto sombra de un paquete compacto yplástico a esa profundidad. Esto llevó a laejecución de una segunda fase con pre-excavación en huellas de 2-3 m y golpeoa 24-25 m de altura de caída. Tras unanueva campaña de ensayos de control alconcluir la segunda fase de tratamiento seobtuvieron los resultados satisfactoriosque se muestran en dicha figura.

Se observa que, tras la segunda fase y laexcavación de 3 m se obtuvo un golpeoN20 superior a 15 hasta –9,0 m de pro-fundidad confirmando el tratamiento de lacapa blanda intermedia entre los 6 y los 9metros.Es necesario comentar que la bajada delgolpeo entre los –9,5 y los –10,5 m deprofundidad proviene de la transición conel terreno natural del substrato consisten-

te en limos arcillosos húmedos. La fron-tera física que significa dicho cambio denaturaleza (entre los rellenos y el terrenonatural), así como el estado de saturacióndel terreno natural provocó la apariciónde los siguientes fenómenos:

o Amortiguación de la energía, siendo muyreducido el efecto de la densificación endicho terreno.

o Densificación despreciable de los limosarcillosos saturados debido a su estadode humedad.

No obstante, el sustrato natural de limosarcillosos no presenta riesgo de colapsodebido a su estado ya saturado y a suorigen natural y no artificial (rellenos).

• En general, toda la campaña de ensayospenetrométricos ejecutados en el total dela zona tratada mostró resultados satisfac-torios acordes a los objetivos prefijados.

• El análisis de deformabilidad se llevó acabo en varias partes. Es muy difícil corre-lacionar el golpeo de cualquier ensayo pe-netrométrico con el módulo de deformabi-lidad de rellenos ejecutados por el hombrecomo los que nos conciernen. Las corre-laciones existentes en la bibliografía se re-fieren en su mayoría a terrenos naturalessin intervención humana. Para estos ca-sos, la mejor metodología consiste en uti-lizar los datos reales de asientos y com-portamiento de rellenos medidos en obrasejecutadas. Así, Menard España aportó laexperiencia en obras recientes similarescon una energía similar donde, tras la eje-

� [Figura 16].- Comparativo de medias penetrométricas antes/ después fase 1 /despuésfase 2 en la calle D1.


21158

Cimentación

cución de multitud de ensayos penetro-métricos y presiométricos, y de áreas deensayo a escala real instrumentadas, seestableció, la siguiente correlación: Ey equivalente de los rellenos tratados (kg/cm2) = 25 * N20 (DPSH).

Todos los ensayos y mediciones ejecuta-das antes/durante y después de la obraconfirmaron dicha correlación. Otra experiencia nacional de naturalezasimilar, según los resultados medios ob-tenidos en el seno de todo el relleno trasel tratamiento, medidos respectivamentecon ensayos CPTU y presiométricos seobtuvieron, a 4,0-5,0 m de profundidad,los siguientes valores:

qc = 60-70 kg/cm2

Em = Ey = 325 kg/cm2.

Considerando la correlación de Cassande qc (MPa)= 0,1 a 0,6 N30 según natura-leza granular a arcillosa, y tomando el va-lor medio representativo de ambas natu-ralezas, qc = 0.35 N30, se constata coneste análisis que en dichos rellenos gra-nulares, unos valores medidos con ensa-yos de qc de 60 kg/cm2 y Em de 325kg/cm2 equivalen a N30 = 17, lo que sig-nifica N20 = 14, estando en el mismo or-den de magnitud que las correlacionesobtenidas en tratamiento similares de re-llenos antrópicos llevados a cabo porMenard en el pasado. Se procedió portanto a utilizar la correlacion:

Ey (kg/cm2) = 25 * N20

De ese modo, se llevó a cabo el análisis de losasientos futuros de los rellenos tratados con lasiguiente relación matemática:

Con:- Δh = asiento absoluto esperable en los re-

llenos.- q = carga futura de tierras y explotación, la

cual se consideró como 2,0 txm2 al elimi-nar 50 cm superficiales tras el tratamiento,disponer 100 cm máximo de paquete devial y mezcla bituminosa y considerar unacarga de trafico de 1 txm2.

- H = espesor total de rellenos tratados.- Ey = Módulo equivalente resultante de:

siendo:- hi = espesores de capas con golpeo

medio similar cuya suma representa un

valor deformable mínimo entre 12,0 y14,0 m.

- Eyi = módulo de deformabilidad en cadacapa con N20 similar obtenido de la co-rrelación: Ey (kg/cm2)= 25 * N20

Como N20 equivalente se consideró el gol-peo armónico equivalente con un máximo de15 hasta 8,0 m de profundidad y 10 hasta12,0 m de profundidad. Este hecho aportó uncriterio conservador al haber obtenido golpe-os armónicos en dichas franjas claramentesuperiores a los valores de 15 y 10 respectiva-mente.

El análisis de asientos futuros arrojó en todomomento valores inferiores a 1,50 cm.

De igual modo, se procedió a analizar losposibles asientos por colapso ante futuras su-bidas de la lámina de agua.

Para ello, se consideraron las siguientes hi-pótesis:

o Al igual que la caracterización de la defor-mabilidad de rellenos antrópicos, no esevidente establecer criterios de colapsoen este tipo de terrenos. El grueso de labibliografía sobre este fenómeno está ba-sada en terrenos granulares naturales.Así, el análisis se llevó a cabo basándo-nos, tanto en experiencias y conclusionesen obras similares del pasado como en lacorrelación entre el valor Nspt y el ensayoCBR de la Norma de firmes de la red decarreteras de Andalucía (Tabla IV).En dicha Norma se admite un materialcon CBR = 5 como uso para material decoronación de carreteras, con CBR = 3como uso como núcleo y con CBR = 2como no utilizable. Esta aceptación noslleva por tanto a concluir que un material

que presente un valor Nspt > 12 se puedeconsiderar como apto y no colapsable.

o En el caso de valores N30 comprendidoentre 10 y 12, se ha tomado como hipó-tesis, de un modo conservador y basa-do en experiencias en obras similarescon resultados satisfactorios, que trasuna inundación el módulo de deformabi-lidad equivalente de dicho estrato puedareducirse a la mitad.

o En los estratos con N30 <10, se ha toma-do igualmente como hipóteis que el mó-dulo de deformabilidad equivalente de di-cho estrato se divide por 10 en el casode una inundación a dicha profundidad.

Con ello se calcularon los asientos máxi-mos esperable en el caso de inundaciones nosuperando en ningún momento los 2,50 cm.

Resumen y conclusiones• La Compactación Dinámica es una téc-

nica de tratamiento del terreno eminen-temente empírica y difícil de acotar enfase de proyecto. Debido a ello, es reco-mendable siempre realizar una zona deensayos al comienzo de la actuacióncon el fin de acotar los parámetros deltratamiento. Asimismo, es imprescindibleun correcto seguimiento de los trabajoscon el fin de adaptarlo a los requerimien-tos del terreno.

• En la obra descrita en el presente artícu-lo, las conclusiones que se extrajeronfueron las siguientes:

o La energía unitaria finalmente utilizadaestuvo comprendida según las (com-pactación superficial o profunda) entre234 txm y 468 txm.

o La energía específica finalmente utili-zada estuvo comprendida entre 173txm/m2 y 647 txm/m2.

o Los resultados obtenidos en los ensa-yos de control alcanzaron claramente,en toda la zona tratada, los objetivosde golpeo definidos: media de N30

(SPT) de 15 en los primeros 8 m y me-dia de N30 (SPT) de 10 hasta 10-12 m.

o La deformabilidad de los rellenos trasel tratamiento, basada en los golpeosobtenidos, permite garantizar un asien-to absoluto en los rellenos en fase deexplotación inferior a 1,50-2,0 cm.

o Asimismo, el golpeo medio N30 supe-rior a 15 en los primeros 8,0 m garan-tiza la ausencia de riesgo de colapsoen dicho espesor. En el espesor com-prendido entre 8,0 y 12,0 m, el golpeomedio N30 de 10-15 obtenido garanti-za una influencia despreciable en laintegridad de los viales en el casode inundación que reduzca signifi-

� [TABLA IV] .- Norma de firmes de la redde carreteras de Andalucia. CorrelacionCBR-Nspt.


21159

Cimentación

cativamente la compacidad de és-tos.

o Las desviaciones detectadas en lacuantía de energía aplicar no significa-ron desviación alguna ni en coste ni enplazos.

AgradecimientosMenard España agradece la colaboraciónen todo momento de las ingenierías involu-cradas en las fases previas de ante-pro-yecto y proyecto así como a Mercacom-bustible S.L, a la UTE Mercacombustible(Cívica Construcción, Enrique Ortiz e Hijosy Lubasa) y a la empresa de control ITCpor sus aportaciones y por el trabajo con-junto.

Bibliografía• ANA BIELZA FELIÍU.Manual de Técnicas de Me-

jora del Terreno. Ed.: Carlos López Jimeno.

• URIEL&ASOCIADOS. Informe sobre la revisióndel informe 2º de Menard. Estimación delmódulo de deformación de los rellenostras el tratamiento de Compactación Diná-mica. Cimentación de Edificios anexos alhotel Vela. Puerto de Barcelona. Ute NovaBocana.

• MARCELO J.DEVINCENZI (IGEOTEST, S.L.) Y TERESA

PÉREZ RODRÍGUEZ (FREYSSINET, S.A.). Densifica-ción de un relleno granular por medio deCompactación Dinámica: Ejecución y Con-trol. Planta de regasificación de GNL en elPuerto de Barcelona.

• MENARD ESPAÑA. Informe final del Tratamien-to de Rellenos por medio de Compacta-ción Dinámica en las Calles H1, H2, Ñ, G2,D1, R, L, D3 y K. Proyecto de UrbanizaciónMercacombustibles, S.L.

• MENARD ESPAÑA. Informe final de Validaciónde Tratamiento por medio de Compacta-ción Dinámica de los rellenos bajo las es-tructurasdel Hotel Vela. Puerto de Barcelo-na.

• MENARD ESPAÑA. Tratamiento de suelos bajola planta de regasificación de GNL en Bar-celona. Análisis final del tratamiento llevado acabo

• JUNTA DE ANDALUCÍA. Instrucción para el dise-ño de firmes de la red de carreteras de An-dalucía. Consejería de Obras Públicas yTransporte. Nº registro: SAOP/GIASA-47-2007

l

MENARD ESPAÑA, S.A.Villa de Marín, 15 - 2ºA 28029 Madrid

%: 913 239 524E-m: [email protected]: www.menard.es

i


recuperación y tratamiento mediante compactación...

Documents