Refuerzo de un tramo del Canal Mina de agua en Torroella de Montgri

     

    Rubén Galisteo del Río - Delegado Zona Este en Uretek España

    Rubén Galisteo

     

    Intervención realizada para el refuerzo mediante inyecciones de resina expansiva de un tramo del canal mino de agua en Torroella de Montgri (Girona).

    El ayuntamiento de Torroella de Montgri nos solicita nuestra colaboración para el estudio y ejecución de un refuerzo del terreno situado en el trasdós y sobre la bóveda de una antigua galería de agua de unos 40 ml de longitud, que tienen previsto abrir al público como galería visitable. Dada la complejidad de acceso a la galería, y la necesidad de actuar desde el vial superior, el sistema de inyecciones de resina expansiva URETEK GEOPLUS, se considera como la opción técnicamente más viable.

    ANTECEDENTES

    Esta ‘mina de agua’ se construyó como bien público en el siglo XIV, en diferentes fases y épocas, con la intención de utilizarse para conducir (por gravedad) el agua del nivel freático, apto para el consumo humano y animal, desde uno o varios pozos enterrados hasta una cisterna de agua, que daba servicio a una fuente pública situada en la plaza del ayuntamiento de la misma población de Torroella de Montgri. Por tanto, destaca como un elemento patrimonial de gran interés turístico. Uno de los elementos que convierten la mina en estructura de gran interés es el hecho que podría tener una relación con el propio origen de la villa.

    Plano de situación del lugar

    Figura 1: Plano de Situación

    ESTUDIO DE LA GALERÍA Y PATOLOGIAS APARECIDAS

    La galería discurre a una profundidad de entre 2 y 4 metros respecto la cota de calle y presenta una afectación en su tramo central en forma de un importante derrumbe de la misma. Una vez apuntalada y asegurada la galería, se procede, mediante nuestro sistema Uretek Deep Injections, a la consolidacion del terreno de la zona afectada.

    Galería en perspectiva

    Imagen de la galería

    Apuntalamiento de la galeríaFigura 2: Apuntalamiento Galería

    Para dimensionar una correcta solución, se requirió a la propiedad el estudio geotécnico realizado en el terreno de trasdós de la galería, que según información recibida por la empresa Geoservei, Projectes i Gestió Ambiental S.L. dió como resultado el siguiente perfil del terreno:

    Perfil del terrenoFigura 3: Perfil del Terreno

    Zona a inyectarFigura 4: Zona a Inyectar

    zona-tratamiento-inyeccionFigura 5: Zona a Inyectar

    Según la información recibida del estudio geotécnico, se consideró necesaria la inyección en los 4 primeros metros de terreno en profundidad, tratando la zona de relleno antrópico del primer metro y medio, y los siguientes 2 metros y medio de arcillas limosas correspondientes al sustrato eoceno alterad.

    SOLICITACIONES DE CÁLCULO

    Las solicitaciones de cálculo de proyecto, con el empuje de los muros sobre la mina, se pueden ver en el esquema siguiente:

    Empujes sobre los muros de la galeríaFigura 6: Empujes sobre los muros de la galería

    INTERVENCIÓN DE CONSOLIDACIÓN DEL TERRENO

    PERFORACIONES

    La ejecución de los agujeros de inyección se ha realizado por medio de taladrados manuales eléctricos con energía de rotación impacto percusivo igual a max. 12-14 Joule y la frecuencia de 1200-2800 golpes por minuto.

    Las perforaciones con un diámetro de 26 mm, realizadas a través del firme del pavimento, y a lo largo de una longitud máxima de 4 m bajo el mismo, se han efectuado en un cuadrícula aproximada de 1 x 1 m.

    De esta manera ha sido posible alcanzar de manera precisa todo el volumen de terreno necesario para cumplir las especificaciones de proyecto.

    Al termino de la perforación, se han puesto en obra tubos de acero para la inyección colocados en los agujeros hechos mediante percusión.

    PerforacionesPerforación

    Figura 7: Perforaciones

    INYECCIÓN

    La inyección se realizó con una pistola que, colocándose en la extremidad superior del tubo, ha inyectado en el conducto enterrado la resina previamente mezclada en una cámara especial de pre-mezcla. La presión de inyección ha sido suministrada por una bomba colocada en el camión taller.

    Durante los trabajos la estructura ha sido controlada utilizando equipos de precisión láser, lo que nos permitió detectar constantemente el movimiento vertical de la estructura y del firme superior.

    Salida de la resina en el intradós de la galeríaFigura 8: Salida de la resina en el intradós de la galería

    La interrupción de la inyección de resina se ha determinado mediante la detección del levantamiento de la estructura o del alcance del límite de la presión de la bomba que introduce la resina en el circuito primario, lo que indica el alto grado de densificación alcanzado por el agregado resina/tierra.

    Fase de InyecciónFigura 9: Fase de Inyección

    Esquema niveles de Inyección

    Figura 10: Esquema niveles de Inyección

    MONITORIZACIÓN 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 ha hecho uso de equipos láser con una precisión de + / - 0,5 mm. Los receptores, colocados en soportes especiales firmemente conectados a las paredes verticales, se han utilizado con el transmisor láser montado en un trípode a una distancia segura del lugar de trabajo.

    El 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, donde el estado de tensión es menor.

    Durante las inyecciones se produjo un levantamiento medio de la estructura de 0,5 mm. en cada inyección.

    ENSAYOS PENETROMÉTRICOS:

    El éxito positivo de la intervención ha sido controlado a través de 2 Ensayos de Penetración Dinámica comparativos, 1 antes de la inyección y otro después de la inyección, que han permitido apreciar el incremento de los parámetros mecánicos en los volúmenes de terreno tratados mediante las inyecciones.

    Ensayo PenetrométricoFigura 11: Ensayo Penetrométrico

    Los valores obtenidos en los ensayos son los siguientes:

    Gráfica Ensayo PenetrométricoFigura 12: Gráfica Ensayo Penetrométrico

    INYECCIONES

    Características resina Uretek Geoplus

    La resina expansiva prevista para la consolidación del terreno, testada en los laboratorios de la Universidad de Padua, posee algunas características específicas fundamentales para el éxito de la intervención. A continuación, mencionamos las 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, reproducimos la evolución de las presiones de hinchamiento al variar el grado de confinamiento:

    GráficaFigura 13

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

    Tiempo de reacción

    El tiempo de finalización de 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 14

    Módulo de elasticidad

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

    modelo-elasticidad-graficaFigura 15

    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 compatibildad medioambiental de acuerdo con la normativa vigente en materia de contaminación de los suelos.

    CONCLUSIONES

    Dada la complejidad de acceso al interior de la galería, donde no se podían acometer trabajos de inyección o cualquier otro tipo de refuerzo del terreno, así como la necesidad de actuar desde el vial que discurría en superficie (uno de los más importantes de Torroella de Montgrí), el sistema de inyecciones de resina expansiva Uretek Geoplus ha resultado ser la mejor solución, dada su escasa invasividad, rapidez de ejecución y alta fiabilidad.

    Los resultados del estudio penetrométrico realizado una vez ejecutada la intervención, obteniéndose una mejora del terreno superior al 40% de media, junto con el principio de levantamiento observado en la totalidad del tratamiento realizado, garantizan la futura estabilidad del terreno.