Vibroflotación y vibrosustitución; mejoramiento de suelos

Vibroflotación y Vibrosustitución; Mejoramiento de Suelos
Aldo  Guzmán - Gerente General - Pilotes Terratest
Generalidades
    Cuando se habla de suelos no resistentes o deformables, se puede resolver el problema mediante fundación profunda (pilotes), o bien sencillamente mejorando las propiedades geotécnicas del subsuelo para permitir una fundación directa.
    La elección del métodoapropiado en cada caso depende de los siguientes factores:
    • Tipo y uso de estructura
    • Condiciones del suelo de fundación (resistencia, deformación, potencial licuación, etc.)
    • Vecinos
    • Plazos
    • Costos
    En caso de decidirse por un mejoramiento de suelos, el tipo de tratamiento a realizar se decide en función de las dimensiones y tipo de estructura a fundar. Por ejemplo sedeberán alcanzar requerimientos muy diferentes para fundar presas, las cuales solicitan fuertemente el suelo hasta en capas profundas, que para carreteras, donde generalmente basta un tratamiento superficial.
    En la Tabla 1 pueden verse los campos habituales de uso de mejoramiento de suelos o de fundación profunda (pilotes).
    
    Mejoramiento de Suelos
    
    Pilotaje    Generalmente resulta la mejor solución técnico-económica en caso de:
    • Cargas superficiales (carreteras, presas, losas de fundación, tanques, plantas industriales, etc.)
    • Cargas puntuales (pilares, mástiles, pilas de puentes, edificios en general).
    • Espesor bajo de la capa no resistente a tratar (generalmente).
    • Capas no resistentes de gran profundidad.
    • Napa freática profunda.    • Napa freática superficial.
    • Construcciones no sensibles a asentamientos.
    • Construcciones sensibles a asentamientos.
    
    Vibroflotación
    Método de mejoramiento de suelos granulares (arenas o gravas) con un contenido de finos (porción que pasa el tamiz # 200) inferior a un 15 a 20 %. En resumen, el método consiste en introducir un tubo por vibración horizontal en el terrenogranular. La vibración induce un reacomodamiento de los granos del suelo, aumentando la densidad.
    Este tratamiento se realiza por puntos formando una malla generalmente triangular, de forma que el radio de acción de cada punto alcance para tratar toda la masa de suelo.
    El procedimiento se lleva a cabo mediante un vibrador alojado en la punta inferior de un tubo de diámetro 30 a 40 cm, elcual pende de una grúa . Este vibrador funciona mediante un excéntrico que rota a altas rpm accionado eléctrica o hidráulicamente. Se alcanzan amplitudes de vibración desde 5 a 40 mm y frecuencias de 1800 a 3000 rpm. Suplementariamente a la vibración, su efecto se refuerza mediante aletas en la punta y la inyección de agua con alto caudal (hasta 30 litros por segundo) y presión máxima de 10 bares.    La secuencia de ejecución es la siguiente:
    
    1. Hinca del vibrador hasta la profundidad máxima del tratamiento.
    2. Compactación por retiro en etapas del vibrador.
    3. Relleno con material de aporte (puede ser el mismo del sitio tratado o externo).
    4. Repetición de las tareas 1 a 3 en todos los puntos de la malla seleccionada
    5. Compactación superficial sobre todo elterreno tratado.
    
    Vibrosustitución
    Cuando el terreno a mejorar está compuesto por suelos finos (cohesivos), entonces no es posible lograr la compactación por efecto de la vibración, cambiando la forma de realizar el trabajo conceptualmente. Este es el campo de aplicación de la Vibrosustitución. En este caso se utiliza la vibración con inyección en la hinca para llegar hasta laprofundidad máxima. Luego se rellena con material de aporte (siempre externo) consistente en grava de tamaños en el rango 2 a 80 mm. Durante la extracción se va agregando la grava desde la boca del pozo. El vibrador la va compactando y con su peso presionándola contra el terreno cohesivo, logrando así insertar en el terreno blando una columna de grava compactada.
    Las columnas de grava...