El presente articulo describe la intervención de consolidación del suelo de cimentación con resinas expansivas realizada en varias zonas definidas de la C.P. HU-3107 Clarines a Beas, carretera de dos carriles por sentido que ha sido rehabilitada. El proyecto define una mejora del terreno entre las cotas -0,7m a -1,7m mediante inyecciones de resina expansiva con el sistema Uretek Multipoint tratando por difusión capilar 1m de terreno de forma simultánea, garantizando el comportamiento homogéneo del paquete de terreno tratado.
Se definieron varios tramos de carretera con inyecciones de 1 fila (TIPO 0C), de 2 filas (TIPO 0A), de 3 filas (TIPO 0B).
El tratamiento se ejecutó en una malla de 1,0 x 1,2m, realizándose 2 líneas de inyección en el tratamiento TIPO 0A y 3 líneas de inyección en el tratamiento TIPO 0B.
En el caso del definido de 1 fila (TIPO 0C), el tratamiento se ejecutó en una única fila con los puntos separados entre sí 1,2 m.
Con estas secuencias de inyección se ha conseguido el resultado final definido en Proyecto, siendo primer criterio de eficacia observado el inicio de levantamiento tal y como se ha definido en el mismo.
Los objetivos marcados para estos trabajos han sido los siguientes:
- Para tramos con golpes iniciales DPM30 inferiores a 12 golpes: se requiere una mejora del 30% en los DPM30 posteriores a la inyección.
- Para tramos con golpes iniciales DPM30 superiores a 12 golpes: se requiere una mejora del 20% en los DPM30 posteriores a la inyección.
Los orificios de inyección se ejecutaron mediante martillos perforadores eléctricos manuales con una energía de golpeo de máx. 12 - 14 julios y una frecuencia de 1200 - 2800 golpes/minuto. Este sistema de perforación, que ha sido ampliamente probado en edificios de alta calidad, no transmite vibraciones significativas a las estructuras.
Se realizaron perforaciones con un diámetro de 14 mm a través de la plataforma para una longitud definida en función de la geometría de la estructura más allá de la superficie de colocación de la misma. De esta manera, es posible llegar con precisión al medio a tratar y localizar con precisión el efecto de las inyecciones.
La colocación de los tubos de inyección tiene lugar al final de la perforación y es seguida por la fase de inyección mediante una pistola que, al insertarse en la boquilla, introduce en los tubos la resina de alta presión de expansión previamente mezclada en una cámara especial de premezcla contenida en su interior.
La resina se inyecta a una presión de salida ligeramente superior a la presión de “claquage” del suelo, asegurando la difusión de la mezcla incluso en suelos con baja permeabilidad.
La interrupción de la inyección de resina está determinada por la ocurrencia de una de las siguientes condiciones: el levantamiento de la estructura, el alcance del límite de presión de la bomba que introduce la resina en el circuito primario, la indicación del alto grado de densificación alcanzado por la masa de resina/suelo, o el logro de las cantidades requeridas por el diseño.
En este caso concreto los trabajos de inyección fueron detenidos al observar el inicio de levantamiento de la plataforma. Una vez observado este hecho, se comprobó mediante la realización de pruebas de penetración dinámica continua que se había alcanzado el valor objetivo definido.
La secuencia de los orificios a través de los cuales se debe realizar la inyección, así como los métodos de ejecución y control del tratamiento, se ilustran en los siguientes párrafos.
Para el trabajo en cuestión, se ha previsto el sistema patentado de inyección Multipoint - Difusión Capilar - que consiste en la inyección de resinas en el terreno a través de una cánula especial con varios orificios laterales (12÷14), llamada "Multipoint".
Este sistema permite la creación de una malla de inyección muy densa en el suelo y garantiza un tratamiento homogéneo. De hecho, la resina saldrá de todas las aberturas de la cánula de inyección al mismo tiempo gracias al diseño de la disposición de los orificios, calibrados y de tamaño creciente con la profundidad. También se ubicará cerca de los orificios de salida, evitando dispersiones, es decir, discontinuidades de tratamiento, gracias a la posibilidad de realizar inyecciones de forma intermitente y su capacidad de solidificarse rápidamente.
Distribución de la malla de inyección y de los puntos de difusión de la resina
Todas las resinas Uretek Geoplus® pertenecen a la categoría de resinas de rápida expansión, caracterizándose por un tiempo de finalización de la reacción inferior a un minuto, y se clasifican, en función de la presión de hinchamiento, como resinas de expansión media o muy amplia (ver gráfico a continuación).
La rápida expansión permite que el material permanezca confinado en el entorno inmediato de la inyección, sin fluir demasiado, mientras que las presiones de hinchamiento desarrolladas aseguran la difusión uniforme de la resina y la compactación del suelo en todas sus partes.
Clasificación de las resinas Uretek Geoplus®
La intervención de consolidación del terreno incluyó un sistema de monitorización específico diseñado para restaurar la estructura de manera segura y controlada.
Esta instrumentación con una precisión de ± 0,5 mm consta de un emisor láser colocado a una distancia segura de la zona de trabajo y una serie de receptores, conectados rígidamente a las paredes, que registran los movimientos verticales.
Los levantamientos registrados son una indicación de la eficacia del tratamiento. A medida que la resina se expande, primero ejerce un empuje hacia las áreas donde el confinamiento, es decir, el estado tensional, es menor, luego ejerce su acción principalmente en dirección horizontal, compactando el suelo. Una vez alcanzada la igualdad entre las tensiones horizontales y verticales existentes in situ, la resina continúa su acción expansiva ejerciendo una presión vertical que se transmite a la plataforma, y es señalizada por los receptores láser como el desplazamiento vertical de la estructura.
Durante las operaciones de inyección, se registró un levantamiento de la estructura variable según el tramo entre 0,5 mm y 3,0 mm.
PRUEBAS PENETROMÉTRICAS.
El resultado positivo de la intervención se controló con pruebas penetrométricas dinámicas comparativas (DPM30) que permitieron apreciar el incremento de los parámetros mecánicos de los volúmenes de suelo inyectados.
En particular, se encontró una resistencia media in situ del suelo después del tratamiento igual a N10, medio final = 12,6, y un promedio de mejora de 61% para carril izquierdo y 90% para el carril derecho, respetando así el objetivo del proyecto.
El número total de pruebas penetrométricas realizadas fue de 60, de las cuales 30 preinyección y 30 postinyección.
Se realizaron 4 ensayos penetrométricos (P4, P6, P11 y P14) adicionales a la finalización de los trabajos de inyección. Estos penetrómetros se realizaron en el carril DERECHO. El objeto de estas pruebas adicionales fue el cotejo de los resultados obtenidos comparándolos con otros penetrómetros DPM30 realizados por una empresa de geotecnia. Los resultados de las pruebas penetrométricas fueron satisfactorios en ambos casos.
