24.3.11

CIMENTACIONES ESPECIALES: JET GROUTING

El proceso de Jet Grouting o Soilcrete es conocido como una estabilización de suelo-cemento. Con la ayuda de un chorro de jet de agua o suspensión de cemento de alta presión con una velocidad de salida en la tobera, ≥ 100 m/seg,(eventualmente rodeado por aire), el suelo alrededor de la perforación es erosionado.
El suelo erosionado es reordenado y mezclado en la suspensión de cemento. la mezcla suelo-cemento es parcialmente expulsada al espacio anular entre la varilla del Jet Grouting y la perforación.
Se pueden ejecutar diferentes configuraciones geométricas de elementos de Soilcrete . La distancia de erosión de jet varía de acuerdo con el tipo de suelo y fluidos de jet utilizados, y pueden alcanzar diámetros de hasta 5,00 metros.
Ventajas del Jet Grouting
- Aplicable a casi todos los tipos de suelo
- Posibilidad de tratamiento particularizado in situ
- Diseñable su resistencia y permeabilidad
- Tratamiento de estratos específicos
- Sólo componentes inertes
- Sin vibraciones
- Puede ser ejecutado en espacios de trabajos limitados
- Posibilidad de distintos elementos de Soilcrete
- Libre de mantenimiento
- Es el método más seguro y directo de recalces
- Habilidad para trabajar alrededor de instalaciones enterradas en servicio
- Más veloz que métodos alternativos
El Soilcrete actúa en el terreno de acuerdo a la especificación, tanto como una estabilización o como una estructura de barrera hidráulica. Una combinación de ambos es cada vez más requerida.
La resistencia a la comprensión simple del Soilcrete varía de 2 a 25 Mpa, y es determinado por el contenido de cemento, la porción y tipo de suelo remanente en la masa de Soilcrete .
La barrera hidráulica de Soilcrete es alcanzada seleccionando una mezcla adecuada, y si fuera necesaria, añadiendo bentonita. El tipo y la cantidad de la mezcla de materiales inyectado , junto con el volumen de las partículas de suelo remanentes en la masa de Soilcrete condicionan las propiedades de la barrera.
Sistemas de Jet Grouting
Hay tres sistemas tradicionales de Jet Grouting. La selección del sistema más apropiado es una función del suelo a tratar, la aplicación y las propiedades del Soilcrete requerido para la aplicación. Sin embargo, cualquier sistema puede ser utilizado para casi todas las aplicaciones si el diseño y la ejecución son congruentes con el sistema elegido.
Monofluido (Soilcrete S)
La inyección de lechada de cemento es bombeada por el varillaje y sale por la tobera horizontal del monitor con una alta velocidad (aprox. 200m/seg). Esta energía causa la erosión y disgregación, mezcla y desplazamiento del suelo. Este sistema se recomienda para tratamientos de mejora general, impermeabilización y bulbos de anclaje.
Doble fluido (Soilcrete D)
Un varillaje interno de dos fases es empleado para separar provisión de agua y lechada de cemento a dos toberas desplazadas verticalmente. La disgregación del terreno se realiza con ayuda del agua a alta presión, por la tobera superior y la inyección de relleno de lechada se realiza por la tobera inferior. El sistema doble es más efectivo que el monofluido para suelos cohesivos , de amplio uso y se recomienda especialmente para recalces.
Triple fluido (Soilcrete T)
Lechada, aire y agua son bombeadas a través de diferentes líneas al monitor. Aire a alta velocidad y agua forman el medio erosivo. La lechada sale a una velocidad menor de una tobera separada debajo del Jet de erosión. Esto separa el proceso de erosión del proceso de inyección y logra una mejor calidad de Soilcrete . Se emplea en forma más eficiente en tratamientos de mejora general e impermeabilización.
Supert Jet Grouting
Este sistema utiliza la base de un sistema de doble fluido (aire+lechada), pero con un monitor altamente sofisticado, especialmente diseñado para gobernar y focalizar de una manera precisa la energia de la materia inyectada. La lechada es empleada para erosionar y mezclarse con el suelo. El aire envuelve el Jet de lechada para incrementar la eficacia de la erosión. Valiéndose de una baja velocidad de rotación y ascenso, se alcanzan grandes diámetros de columnas de soilcrete . Es eficiente para los tratamientos masivos, losas y tapones de fondo.
Formas constructivas
La forma geométrica básica del elemento de Soilcrete es creada a través de los movimientos de las barras de perforación:
1. Ascenso del varillaje sin rotación resulta en paneles si se utilizan varias toberas de Jet, se pueden ejecutar paneles múltiples-.
2. Ascenso y giro sobre su eje crean segmentos.
3. Ascenso y rotación crean columnas completas.
Secuencias constructivas
Las instalaciones del Soilcrete consisten en contenedores de almacenamiento, silos y una unidad de mezclado y bombeo. Varias mangueras de alta presión y cables de control conectan la unidad de bombeo con el equipo de perforación de Soilcrete en el punto de ejecución. El mástil de equipo varía desde 2,0 metros hasta 35 metros.
Los puntos de perforación están normalmente ubicados en pequeñas zanjas equipadas con las bombas de lodos. Desde ahí el material de exceso, una mezcla de agua-suelo-cemento, es bombeada para posterior eliminación.
Soilcrete® para estabilización
Recalce
Recalce por medio de muros de gravedad de baja deformación, a veces también funciona simultáneamente como una barrera hidráulica.
Restauración de cimentaciones
Edificios históricos pueden peligrar en el evento de sufrir asientos. Soilcrete provee una cimentación segura con una máxima protección estructural.
Refuerzo de cimentaciones
Cambios en el destino o modificaciones de edificios, habitualmente requieren un aumento o alteración de la cimentación. Soilcrete es una solución económica y flexible para esta tarea.
Cimentación profunda
El Soilcrete es usado para nuevas cimentaciones que requieran un especial cuidado por la cercanía de estructuras históricas con cimentaciones muy sensibles.
Protección de túneles
La protección de túneles es principalmente ejecutada en suelos sueltos debajo o cercanos a estructuras a proteger. A veces el objetivo es reducir el ingreso de agua en la excavación del túnel.
Soilcrete® horizontal
Columnas de Soilcrete horizontales protegen la penetración de un túnel en formaciones de suelo suelto. Se ejecutan desde el frente de avance del túnel en forma horizontal o con una pequeña inclinación.
Soporte de pozos de ataque
En el caso de necesitar una ejecución del pozo libre de vibraciones y/o el pozo penetre bajo el nivel freático, se construyen columnas de Soilcrete® secantes
Disminución de empujes
Las estructuras expuestas a empujes del terreno, tales como muros históricos, estribos de de puentes, galerías de avalanchas, taludes o muros de puertos, pueden mejorar su comportamiento con la adición y/o conexión a un cuerpo de Soilcrete®.
Refuerzo de pilote
En caso de empotramiento insuficiente o para evitar profundidades de perforación excesivas, se puede aumentar la carga de hundimiento de un pilote, ya sea en el fuste, en la punta o ambos.
Soilcrete® para impermeabilizaciones
La utilización de barreras hidráulicas y tapones de Soilcrete que reducen la permeabilidad, permiten la ejecución de excavaciones profundas sin la necesidad de deprimir el nivel freático con grandes sistemas de agotamiento con sus consiguientes riesgos.
En el Soilcrete se usan ligantes minerales no contaminantes del medioambiente.
Barrera de paneles
Las barreras hidráulicas de paneles de Soilcrete se usan bajo carreteras y edificios, para cruzar colectores y dividir excavaciones y recintos. De acuerdo con los requerimientos de sellado se construyen en paneles simples o múltiples.
Barreras de columnas
En caso de mayores deformaciones a las esperadas, peligro de fisuración o un alto requerimiento de sellado, barreras de columnas de Soilcrete® se pueden ejecutar.
Impermeabilización de presas
Soilcrete puede ser empleado para reparar núcleos de presas o para agrandar o profundizar la barrera hidráulica.
Losas o tapones de fondo
Las losas o tapones de fondo de Soilcrete , son ejecutadas por medio de solapar elementos de columna a una profundidad y un espesor determinado. Los tapones se pueden conectar a cualquier sistema de sellado vertical.
Losas abovedadas
Para excavaciones con anchos reducidos o pozos de ataque, tapones de Soilcrete se emplean con prevención contra la presión hidrostática, reduciendo la profundidad requerida de losas, normalmente necesarias para soportar dichas presiones.
Capa de sellado
Una capa de Soilcrete protege de agua freática, debajo de los edificios contra las actividades de la construcción y depósitos antiguos de material tóxico.
Sellado de juntas
Para el sellado de juntas entre pilotes tablestacas u otras soluciones constructivas en el terreno.
Salidas de agua
Las barreras hidráulicas son usualmente usadas para controlar el flujo de agua de forma temporal. Para reestablecer el flujo se puede emplear el proceso Soilcrete para lavar el material cementante de determinadas secciones.