Consolidación del terreno bajo la solera de una piscina comunitaria

     

    José Manuel Benítez  - Director Comercial de Uretek España

    José Manuel Benítez

     

    Una comunidad de propietarios de la localidad de Aranjuez (Madrid) nos solicitó realizar una intervención de consolidación en la piscina de la comunidad. 

    La piscina presentaba un cuadro patológico con grietas situadas en gran parte del vaso y un hundimiento más centrado en una zona.

    La intervención fue necesaria con el fin de aumentar la capacidad portante del terreno de cimentación. Era necesario conseguir una tensión admisible del terreno bajo cimentación suficiente para soportar las cargas transmitidas por dicha estructura y estabilizar los asientos que la misma presentaba.

    Para poder solucionar el problema, la comunidad de propietarios optó por el empleo de la tecnología Uretek Floor Lift, una tecnología rápida, mínimamente invasiva, económica y con todas las garantías.

    Desde Uretek se solucionó el problema en una única fase y con una duración de 4 días laborales. 

    INVESTIGACIONES PREVIAS SOBRE EL TERRENO

    Se trataba de una piscina comunitaria situada en el municipio de Aranjuez. 

    Para realizar la intervención se facilitó el estudio geotécnico de la parcela y un Informe Técnico con mediciones topográficas donde se evidenciaban hundimientos en algunas zonas de hasta 6 cm. 

    Con los datos aportados por los ensayos penetrométricos interiores realizados desde Uretek se preveía la existencia de una solera de hormigón armado de 30 cm en el vaso de piscina.

    Se pudo observar un cuadro de afecciones consistente en fisuraciones/grietas en gran parte del vaso, así como un hundimiento más centrado en una zona. Esto ha podido ser como consecuencia de posibles roturas de tuberías (lavado de finos), terreno de relleno, desecamiento… Según se trasladó al equipo de Uretek, los problemas empezaron en 2010 aproximadamente y repararon el vaso en alguna ocasión, volviendo a romperse después.

    Se recomendó la recogida y evacuación de las aguas pluviales y asegurar el correcto funcionamiento de las posibles instalaciones que puedan existir en la zona de intervención (red de saneamiento, recogida y evacuación de aguas pluviales…) para verificar su correcto estado.

    Una vez estudiado el caso por parte de Uretek, se planteó una intervención bajo el vaso de la piscina, tal y como se indica a continuación:

    Plano de intervenciónFigura 2.- Plano de Intervención

    DESCRIPCIÓN DE LA INTERVENCIÓN

    La intervención de recompresión y consolidación propuesta ha tenido como objetivo aumentar la capacidad portante del terreno de cimentación del vaso de piscina en cuestión hasta conseguir una tensión admisible del terreno bajo cimentación suficiente para soportar las cargas transmitidas por dicha estructura. Mejora de las características tanto mecánicas como hidráulicas del terreno tratado.

    La tecnología aplicada, protegida por la Patente Europea n º 0851064 de propiedad de la empresa Uretek Srl, permite la densificación en profundidad del terreno de apoyo del vaso de piscina, mediante inyección de resinas de poliuretano con alta presión de expansión, que transmiten al terreno tratado una acción de compactación y estabilización que origina un aumento de capacidad de carga.

    Las inyecciones con el fin de cubrir la totalidad del volumen de terreno a tratar, se realizan mediante la colocación de vainas de inyección alternadas en diferentes planos de profundidad, llamados en adelante "niveles".

    La intervención de consolidación se ha efectuado bajo 338,51 m² de solera de hormigón armado. 

    FASE DE PERFORACIÓN

    La ejecución de los agujeros de inyección se realizó mediante taladros manuales. Este sistema de perforación, ampliamente testado en edificios de elevado valor, no transmite vibraciones de consideración a las estructuras.

    Las perforaciones, de un diámetro de 12 mm, ejecutadas a través de la solera de hormigón armado del vaso de la piscina, fueron intercaladas a distancias regulares de aproximadamente 1 m. De esta manera es posible alcanzar el terreno a tratar y localizar con precisión el efecto de las inyecciones.

    La colocación de los tubos de inyección se produjo después de la perforación mediante percusión.

    El esquema de inyección se realizó en un máximo de tres niveles para cada perforación. El número de niveles fue de tres (3).

    A partir de las perforaciones hechas durante la investigación previa realizada por Uretek así como las perforaciones hechas durante la intervención de consolidación, ha sido posible comprobar que el plano de apoyo de la cimentación de la zona a tratar, se encontraba a una profundidad próxima a 0,30 m.

    FASE DE INYECCIÓN

    La fase de inyección se llevó a cabo mediante el uso de una pistola que, acoplándose a la boca del tubo de inyección, inyecta en el conducto enterrado la resina de alta presión de expansión, previamente mezclada en una cámara especial de pre-mezcla dentro de la misma.

    El empleo de instrumentos de nivelación láser de alta precisión, permite monitorear constantemente la estructura en tiempo real.

    Monitorización de la intervenciónFigura3. – Monitorización láser de la intervención

    La interrupción de la inyección de resina fue determinada por la aparición de una de las condiciones siguientes:

    • El levantamiento de la estructura, o
    • El límite de la presión de la bomba que inyecta la resina en el circuito primario, indicando el elevado grado de densificación obtenido en el conjunto resina/terreno.

    Las operaciones de inyección son aplicadas en primer lugar inyectando el material en los niveles más superficiales, y posteriormente en los niveles más profundos.

    Representación de los niveles de inyecciónFigura 4.- Sección tipo: Representación de los niveles de inyección

    CARACTERÍSTICAS DE LA RESINA URETEK GEOPLUS®

    La resina expansiva Uretek Geoplus® ha sido testada en los laboratorios de la Universidad de Padua. A continuación, mencionamos sus características más significativas e interesantes para el trabajo en cuestión:

    Presión de hinchamiento

    La presión máxima de hinchamiento de la resina obtenida en condiciones edométricas es de 10,2 MPa. En el siguiente gráfico, se reproduce la evolución de las presiones de hinchamiento al variar el grado de confinamiento.

    Gráfica presión de hinchamientoFigura 5: Gráfica presión de hinchamiento

    El análisis de las pruebas, junto con las investigaciones 'in situ', permite identificar las tensiones totales aplicadas al terreno a lo largo del tratamiento de inyección.

    Tiempo de reacción

    El tiempo en que se completa la reacción de polimerización de la resina es muy rápido (del orden de algunos segundos). Dicha característica le permite al material quedarse confinado en el espacio más cercano al punto de inyección, sin fluir demasiado lejos.

    Expansión de la resinaFigura 6: Expansión de la resina

    Módulo de elasticidad

    El módulo de elasticidad de la resina expandida puede variar entre 10 MPa y 80 MPa, según el peso de volumen alcanzado en la reacción.

    Módulo de elasticidadFigura 7: Módulo de elasticidad

    Dicha característica le permite al terreno tratado conservar una rigidez global comparable con la del terreno natural, lo que evita redistribuciones anómalas de las tensiones.

    Compatibilidad medioambiental

    La resina expansiva Uretek Geoplus® posee una certificación de compatibilidad medioambiental de acuerdo con la normativa vigente en materia de contaminación.

    SEGUIMIENTO DE LA INTERVENCIÓN

    Nivelación

    Durante la inyección de resina, con el fin de hacer una constatación del comportamiento de la estructura con respecto a los desplazamientos verticales, se emplean equipos láser con una precisión de ± 0,5 mm.

    Los receptores, colocados en soportes especiales, se han utilizado con el transmisor láser montado en un trípode a una distancia segura del lugar de trabajo.

    El principio de levantamiento vertical de la estructura es una indicación de la efectividad del tratamiento, ya que el mismo sólo puede tener lugar después de que la expansión generada por el proceso de hinchamiento de la resina ha producido la densificación de todo el terreno que se encuentra alrededor de las inyecciones en direcciones distintas respecto a la vertical (principalmente en dirección horizontal), donde el estado de tensión es menor.

    Una vez alcanzada la igualdad entre las tensiones verticales y horizontales existentes, la resina continua su acción expansiva ejerciendo una presión vertical que se transmite a la cimentación, y que es reflejada por los receptores láser como desplazamiento vertical de la estructura.

    Pruebas de Penetración

    Se realizaron 4 pruebas de penetración en la zona objeto de la intervención, a fin de determinar cuáles fueron las mejoras inducidas por las inyecciones de resina, en términos de incremento en la resistencia dinámica por punta (kg/cm2) del terreno tratado.

    Las pruebas se llevaron a cabo sobre la solera de hormigón armado. Para la ejecución de estas pruebas se han realizado ensayos de penetración dinámica DPM30, 2 ensayos antes de la intervención y 2 ensayos después de la misma.

    ensayo-penetracionFigura 8: Realización de un ensayo penetrométrico

    Ensayo penetrométrico zona 1Ensayo penetrométrico zona 2

    Figura 9: Ensayos de penetración antes y después de la intervención

     

    POR QUÉ SE ELIGIÓ LA SOLUCIÓN DE URETEK

    • Rapidez: cuidadosa planificación y programación de los tiempos de ejecución que permitieron completar la obra en poco tiempo.
    • Precios competitivos.
    • Intervención mínimamente invasiva: la intervención propuesta por Uretek no requirió excavaciones ni trabajos de albañilería, sin ensuciar el área, ni produciendo residuos.
    • Monitorización con láser de alta precisión: tanto durante, como después de la intervención, las actividades estuvieron sujetas a control en tiempo real mediante tecnología láser de última generación y personal altamente cualificado.
    • Aplicación de la exclusiva tecnología Uretek Floor Lift ® que, gracias a la inyección de la resina expansiva Uretek Geoplus® a alta presión de hinchamiento, compacta el terreno y estabiliza las estructuras.
    • Respeto al medio ambiente: la mezcla de las resinas Uretek® genera un producto final inerte, que no contamina el suelo ni a los acuíferos presentes.

    CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

    La intervención fue realizada con el fin de aumentar la capacidad portante del terreno de apoyo del vaso de la piscina en cuestión, hasta conseguir una tensión admisible del terreno bajo cimentación suficiente para soportar las cargas transmitidas por dicha estructura.

    La intervención de consolidación se efectuó sobre una extensión de 338,51 m² de solera de hormigón armado.

    El plano de apoyo de la cimentación se encontraba a una profundidad de 0,30 m desde la superficie de trabajo.

    No se inyectó la zona de sumidero ya que no se sabía la ubicación de las tuberías, el levantamiento en la zona más afectada fue de 3 cm. En ambos casos se actuó siguiendo las indicaciones del cliente para prevenir posibles desperfectos.

    Se recomendó al cliente que se asegurara la impermeabilización del vaso de piscina (vaso estanco), así como el correcto funcionamiento de las instalaciones anexas. 

    El resultado de la intervención fue todo un éxito, cumpliendo con las necesidades del cliente y devolviéndole al vaso de la piscina sus características mecánicas e hidráulicas de origen.