DESCRIPCION TECNICA COLUMNAS DE MÓDULO CONTROLADO Ó DE MORTERO

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DESCRIPCIÓN Y METODOLOGIA DEL TRATAMIENTO DE MEJORA Y REFUERZO DEL TERRENO MEDIANTE COLUMNAS

DE MODULO CONTROLADO O DE MORTERO (CMC)

REF : Pág. : 2/22 DESCRIPCIÓN Y METODOLOGÍA DEL TRATAMIENTO DE MEJORA Y REFUERZO DEL TERRENO MEDIANTE COLUMNAS DE MODULO CONTROLADO O DE MORTERO.

Fichero : Descripción técnica CMC.doc

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Fecha de redacción : 24/05/11 Por : JC Fecha de supervisión: 25/05/11 Por : TP JORNADA TECNICA MEJORA DEL TERRENO Y

CIMENTACIONES ESPECIALES(UPV)

DESCRIPCIÓN Y METODOLOGIA DEL TRATAMIENTO DE MEJORA Y REFUERZO DEL TERRENO MEDIANTE COLUMNAS DE MODULO CONTROLADO O DE MORTERO (CMC

1. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES. ................................................................................................. 3

2. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ........................................................................................................... 6

3. MODELO Y FORMULACIÓN. ................................................................................................................ 9

4. PROCESO DE EJECUCIÓN. .................................................................................................................. 17

4.1. TRABAJOS PREVIOS. ......................................................................................................................... 17 4.2. PERFORACION. ................................................................................................................................. 17 4.3. PROCESO DE INYECCIÓN. ................................................................................................................ 17 4.4. DETECCIÓN DEL HORIZONTE DE APOYO. ....................................................................................... 18 4.5. MATERIALES. .................................................................................................................................. 18 4.5.1 MORTERO/HORMIGÓN DE LAS INCLUSIONS. ........................................................................ 18 4.5.2 COLCHÓN DE REPARTO. ......................................................................................................... 19

5. CONTROLES DE EJECUCIÓN Y ENSAYOS DE CONTROL. ........................................................ 20

5.1. CONTROLES DURANTE LA EJECUCIÓN DE LAS INCLUSIONES ....................................................... 20 5.2. ENSAYOS DE CONTROL. .................................................................................................................. 21



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1. Introducción y antecedentes.

Se trata de un método de mejora de terrenos blandos que consiste en la introducción de una red o malla de inclusiones semirrígidas verticales de mortero, o bien hormigón fluido, sin extracción de material, hasta alcanzar un nivel competente donde se apoyan. A través de este tratamiento se consigue aumentar la capacidad portante y disminuir la deformación del terreno de tal forma que permite cimentar directamente obras de tierra y cimentaciones de estructuras y edificios. Se trata de un procedimiento patentado por MENARD que sirve de refuerzo y mejora del terreno. A través de la distribución o espaciado entre columnas, grado de empotramiento de las mismas y calidad del material de la inclusión se puede establecer tanto la capacidad portante y carga admisible que admite el terreno mejorado, así como los asientos. El dimensionado del tratamiento se basa en un reparto óptimo de las cargas, y en el denominado “criterio de rigidez”, en el que dada la sustancial diferencia de rigidez entre las columnas de mortero y el terreno, las tensiones transmitidas se concentran en las columnas introducidas en el terreno, aliviando así la solicitación del terreno natural circundante. Por lo tanto, su dimensionado y comportamiento se basa en modificar el funcionamiento tensodeformacional de un material preexistente, así como en teorías de análisis que pueden considerarse como “rigurosas” empleando para ello modelos de elementos finitos en 2D y 3D para establecer la mejora que se obtiene a través de la interacción terreno-inclusión semirrígida. Por lo tanto, a través de esta técnica de mejora se produce un doble efecto:

-aumento de las propiedades resistentes y deformacionales del terreno original, con un importante incremento en la capacidad de carga, umbral de rotura y carga admisible (2 a 3 Kp/cm2) del terreno tratado con respecto a los parámetros iniciales. - descarga de la tensión o carga que se transmite al terreno blando, llevando buena parte de dicha carga (60 al 80%) a un sustrato más profundo a través de la columnas de mortero, disminuyendo de esta forma tanto asientos totales como diferenciales. Es una técnica especialmente diseñada para minimizar asientos.

Según Van Impe (1986) está técnica se clasificaría como un método permanente de mejora con adición de materiales resistentes. Se trataría de una técnica basada en el sistema de desplazamiento-presión, ya que a través del útil de perforación se desplaza el material alrededor de su contorno mediante el propio empuje y par de rotación del equipo. Se puede clasificar igualmente dentro del campo de las “inclusiones”. Otra manera de definir esta técnica, sería la “introducción” en el terreno de pequeños pilotes de mortero, de menor capacidad portante que el hormigón (de 5 a 30 veces menor) que proporciona al terreno mejorado un apoyo para estructuras o terraplenes y que se pueden utilizar en terrenos



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donde el suelo no permite constituir con garantías columnas de grava por su escasa resistencia al corte o coacción lateral. Por lo tanto, estas inclusiones de mortero aumentan la resistencia al esfuerzo tangencial o al corte, dotando al conjunto del terreno mejorado una mayor respuesta frente a la rotura al deslizamiento, e igualmente son elementos capaces de soportar cargas elevadas tanto concentradas como distribuidas y requisitos de asientos muy estrictos. En la siguiente figura se muestra, una clasificación de las diferentes técnicas de inclusión vertical y su relación con respecto a la mejora que introducen en el terreno y un rango de cargas que proporciona cada solución.

Figura nº1. Clasificación de las inclusiones verticales.



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Figura nº 2. Ejemplos de aplicación.



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2. Descripción de la técnica La mayor parte de edificaciones y estructuras puede cimentarse de forma directa sobre el terreno después de un tratamiento de refuerzo o de mejora por medio de la técnica de las inclusiones verticales. Como se ha indicado anteriormente, el procedimiento "CMC", o columnas de módulo controlado, es una mejora del terreno que provoca en el terreno un aumento de la capacidad portante y disminución drástica de la deformación del terreno y esto lo consigue a través de un doble mecanismo: por un lado, la propia perforación implica el desplazamiento radial del terreno con la consiguiente compactación del material perimetral a la columna, y por otro lado, al introducir el mortero o el hormigón fluido se introduce un nuevo material o elemento de características tensodeformacionales radicalmente diferente al material preexistente. En la siguiente figura se muestra el método de ejecución de estas columnas de mortero o módulo controlado.

Figura nº 3. Esquema del proceso de ejecución.

Estas columnas de módulo controlado se ejecutan expulsando el terreno hacia los laterales (con lo cual no hay extracción de terreno), provoca que el material excavado se compacte lateralmente con



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la ayuda de la hélice de perforación hueca, que posteriormente por su propio hueco interior se proceda a la alimentación continua de mortero por la punta. En definitiva, se trata de un tornillo de inyección que expulsa y comprime el terreno hacia los laterales. Se « atornilla » esta herramienta en el terreno hasta la profundidad deseada para a continuación, lentamente, ascender sin extracción del terreno. Durante la ascensión de la herramienta, se libera un mortero fluido por el alma del tornillo especial en la cavidad creada en el terreno, de forma que se constituye una columna de diámetro entre 25,0 y 45,0 cm, dependiendo de las dimensiones de la propia hélice que se utilice. La principal novedad o desarrollo técnico del método es precisamente el tornillo o hélice de perforación que dispone en la punta de un vástago. En la primera parte, la hélice con su giro permite extraer el material de la punta en donde se está perforando y en la segunda parte, la hélice cambia de sentido por lo que el material extraído no sube a la superficie sino que se introduce por extrusión lateral hacía el hueco abierto, produciéndose una cierta densificación del terreno.

Figura nº 4. Detalle de la hélice de perforación y vástago.



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La profundidad de las Columnas de Módulo Controlado depende directamente de la profundidad a la que se encuentra el sustrato consistente, ya que el buen funcionamiento de dichas columnas supone un empotramiento de 0.50 a 0,80 m en niveles competentes, que equivalen a terrenos con golpeos (Nspt) de unos 15-20 golpes. El material que sirve de relleno a las inclusiones es un mortero u hormigón bombeable, por ello se crea un “conjunto de terreno mejorado” que presenta propiedades geomecánicas muy superiores a las del terreno de partida tanto en términos de módulo de deformación como de capacidad portante y umbral de ruptura. Una solución de mejora del suelo por medio de CMC no tiene como objetivo la creación de elementos rígidos tipo pilotes que soporten cada uno directamente las solicitaciones de la estructura, sino que lo que realmente se produce es una mejora del terreno original con relación a la deformabilidad global del terreno gracias a estas inclusiones de estos elementos semi-rígidos repartidos regularmente y en densidad suficiente en la superficie a tratar. En el caso de cargas distribuidas como son los casos de mejoras bajo rellenos o losas de cimentación para conseguir una distribución óptima de las cargas se debe colocar un colchón de material granular u otro material, bien compactado, que permita transferir y transmitir las cargas a las columnas de mortero, posteriormente en otro apartado se describe más detalladamente el mecanismo de transmisión de las cargas. Por su propio procedimiento de ejecución esta técnica presenta ventajas medioambientales en cuanto a que no transmite vibraciones al terreno, y por consiguiente se puede utilizar junto a edificios existentes y por otro lado, al no extraer material, presenta la ventaja en zonas con contaminación de suelos donde sea obligatorio el tratamiento previo antes de su vertido.



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3. Modelo y formulación. La utilización de columnas de mortero o las propias columnas de grava se emplean asiduamente para el apoyo de estructuras, tanto en obra civil como edificación o instalaciones industriales. En estos últimos años, las columnas de CMC se han introducido con gran éxito en el mercado de las cimentaciones como técnicas de mejora del terreno debido fundamentalmente a dos ventajas con respecto a otras técnicas similares como las columnas de grava:

- por un lado, al introducir un material de tipo mortero se consiguen un mayor grado de rigidez del terreno, lo que provoca una disminución drástica de asientos. Este cambio tensodeformacional permite por ejemplo en el caso de cimentaciones mediante losas reducir su espesor y armado al mínimo, con el consecuente reducción en el coste de la cimentación donde generalmente en el estudio geotécnico previo como en el propio proyecto se suele optar por una cimentación profunda. Igualmente, debido a su capacidad portante permite soportar generalmente las cargas que transmiten pilares de edificaciones normales y de uso industrial, ya que suelen trabajar con cargas en pilares de hasta cargas de 200-250Tn. No obstante, en el caso de edificios de cuatro-cinco alturas se recomienda pasar a una solución mediante losa, dado el mejor comportamiento del terreno mejorado frente a una carga distribuida.

- por otro lado, a través del útil de perforación se consiguen unos altos rendimientos de

trabajo altos (400-500 ml/jornada/día) que se traduce en un precio muy competitivo con respecto a otras técnicas de mejora. Además de poder garantizar la correcta continuidad de la inyección y un método de control a tiempo real.

El concepto de las columnas de módulo controlado o de mortero fue introducido en su día por el propio profesor Jiménez Salas y Lorente de No, con los denominados pilotes pasivos. El fundamento y concepto del comportamiento de esta técnica puede describirse según los siguientes aspectos:

1) Reparto de las cargas.

El principio de una mejora de terreno por medio de columnas de módulo controlado consiste en crear una malla regular adaptada a las cargas transmitidas por la estructura y según las características del terreno circundante. Sobre dichas inclusiones se debe disponer de un colchón de reparto de material granular insensible al agua, bien compactado, el cual permita el reparto de cargas entre las inclusiones y el terreno, así como homogeneizar los asientos y evitar problemas de punzonamiento.



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Por lo tanto, la transimisión de cargas se efectua a traves de dos mecanismos diferentes :

CMC

CMC

Charges résiduelles5 à 40 % du total

Effet de voûte entre les inclusions

Le pourcentage de charge dépend du taux d’incorporationet du rapport

des modules entre le sol et les inclusions

Concentration des charges Concentration des charges Matelas de répartition

CMC

CMC

Cargas residuales5 à 40 % del total5 a 40 %

Efecto de bóveda entre inclusiones

El porcentaje de carga depende de la tasa de Incorporación y de la relación entre los módulosde deformación del terreno y las inclusiones

Concentration des charges Concentration des charges Concentración de cargas Concentración de cargas Colchón de reparto

Figura nº 5. Efecto de ”bóveda” entre las inclusiones rígidas

- En la concepción original del método, se daba prioridad al denominado “colchón de reparto”, que corresponde al elemento que transmite y transfiere la carga. Como se indicó anteriormente, debido a su mayor rigidez, de manera directa se transfiere la mayor parte de las cargas hacia la cabeza de las inclusiones de una forma parecida a como lo recibe el terreno de la punta de los pilotes, pero en sentido inverso.

- El resto de la carga se transfiere al propio terreno que se sitúa entre las inclusiones, de tal forma, que estas tensiones se traducen en un rozamiento negativo a lo largo del fuste de la inclusión. Este concepto se introdujo posteriormente, sabiendo que cuanto mayor sea la colaboración del rozamiento negativo más uniforme será la transmisión de cargas y por lo tanto, del comportamiento del conjunto será mucho más homogéneo.

2) Principio de funcionamiento de una Columna de Módulo Controlado aislada

Cualitativamente es sencillo entender el funcionamiento de las inclusiones. Coloquemos, por ejemplo, una inclusión rígida, aislada, embebida en un suelo compresible, y examinemos sus condiciones de equilibrio bajo el efecto de una carga, una vez estabilizado el sistema:



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wp(0)ws(0)

wp(L)

L

w(z)

z

wp(0)

wp(L)

h

ws(0)

Figura nº 6. Principio de funcionamiento de una inclusión rígida aislada

En el entorno más cercano a la CMC, se produce una modificación del campo de tensiones y deformaciones. La inclusión sufre un asiento wp(o) unido a una pequeña deformación en compresión, ya que la inclusión no es infinitamente rígida. En la parte inferior de la inclusión (z>h), el asiento del suelo circundante es inferior al de la inclusión, mientras que en la parte superior el efecto es el contrario.

En la cabeza de la inclusión, se produce una emersión de la misma sobre el terreno « mediocre » en una magnitud ws(0)-wp(0) con el consecuente punzonamiento del elemento. A esta cota, el comportamiento de la cara superior de la inclusión es idéntico al de una placa de anclaje, embebida a una profundidad hr (espesor del terraplén) y solicitada en tracción hacia arriba. Se produce por tanto la movilización de un esfuerzo, el cual depende de hr y del material del cual está compuesto el terraplén.

En definitiva, en el equilibrio, los esfuerzos movilizados a lo largo de la inclusión tienen cuatro componentes:

La carga vertical Q sobre la cabeza de la inclusión, asimilable a un anclaje,

La resultante Fn del rozamiento de tipo negativo actuando sobre una longitud h de la inclusión, inferior a la longitud total de ésta,

La resultante Fp del rozamiento de tipo positivo, movilizado en la parte inferior, en una longitud L-h,

El esfuerzo Qp en punta de la inclusión en la capa de empotramiento

Tenemos por tanto la igualdad Q + Fn = Fp + Qp



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h

L

Q

Qp

Fn

Fp

Figura nº 7. Equilibrio de fuerzas una inclusión rígida asilada

Por lo tanto, la inclusión resiste los esfuerzos por el rozamiento positivo del fuste resultante y por la resistencia de punta. El asiento final depende del punzonamiento que se produce en la capa de reparto, por lo que ésta debe tener un comportamiento elástico-plástico.

3) Principio de funcionamiento de una red de inclusiones

En el caso de un grupo de inclusiones soportando la carga de un terraplén, las cargas se reparten entre las CMC, el terreno circundante y la capa de empotramiento, según el siguiente esquema de la Figura 8:

1 – Transmisión de las cargas a través del colchón de reparto y asiento del terreno blando por consolidación.

2 – Transmisión de una parte de las cargas sobre el terreno blando a las inclusiones debido al rozamiento

negativo.



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Figura nº 8. Esquemas reparto de cargas entre las inclusiones

Basándonos en este análisis cuantitativo, se comprende que el funcionamiento correcto de una red de inclusiones rígidas exige la producción de desplazamientos (asientos), de débil magnitud (centimétricos en general), los cuales son imprescindibles para asegurar un reparto óptimo de esfuerzos.

Estas consideraciones permiten igualmente entender la importancia de los colchones de distribución de tensiones (capa de reparto en cabeza de inclusiones y estrato de empotramiento en la punta de las inclusiones). El asiento de las CMC depende directamente del punzonamiento de las inclusiones en estas capas, por lo que para el análisis de una solución de mejora de suelos es imprescindible la consideración de un comportamiento elasto-plástico.

Así mismo, si se desea reducir correctamente los asientos y garantizar un comportamiento sano del sistema (ej: limitar las plastificaciones de los materiales), es imprescindible el disponer de un colchón de reparto de buena calidad (espesor mínimo de 50,0 cm, compactado al 95% del ensayo Proctor Modificado, con Ev2>50 MPa y Ev2/Ev1<2,2). Puede ser también recomendable en el caso de grandes cargas, combinar con la disposición de un geotextil o geomalla, según el caso, con el fin de limitar las deformaciones horizontales en casos de terraplenes altos.

3 – Asiento de las inclusiones, transferencia de una parte de las

cargas de las inclusiones al terreno de empotramiento debido al rozamiento positivo y a la resistencia en punta.

4 – Estado de equilibrio de las cargas : resistencia en punta + capacidad portante del terreno + esfuerzos de rozamiento =

carga total. A la cota del colchón de reparto la distribución es quasi plana.



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Figura nº 9. Detalle del colchón de reparto (asiento y tensiones)

4) Formulación del método.

Dado que se trata de una mejora que depende mucho del comportamiento de los elementos que se introducen debido a la diferencia de rigidez, se suelen emplear programas de elementos finitos en 2D y 3D para establecer el comportamiento aislado de una propia columna y la comprobación del conjunto introduciendo el modelo completo con las escalas reales y geometría del terreno.

La metodología empleada para este tipo de cálculos suele ser la siguiente:

a) Comportamiento del elemento CMC aislado (Principio de la modelización asimétrica), consiste en considerar que una malla paralepipédica de sección L2 es equivalente a una malla cilíndrica de base circular y radio πL (mismo volumen) tal y como se muestra en la Fig. nº 10.

Colchón de reparto

Geotextil (eventual) CMC



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Figura nº10. Esquema de un cálculo asimétrico

Para el cálculo asimétrico se introduce condiciones de interfaz (contacto) entre las CMC y el terreno circundante. Dichas condiciones definen que el movimiento relativo entre las dos superficies de contacto es nulo hasta que se alcanza un valor de la tensión tangencial crítico que va a depender de la presión de contacto según la siguiente relación (Mohr-Coulomb):

( )suelonsuelocrit C ϕσμτ tan+=

Dónde:

:critτ Tensión tangencial crítica

μ : Coeficiente de interfaz, varía de 2/3 para elementos granulares a 1/2 en terrenos cohesivos.

nσ : Tensión normal a la superficie de contacto.

A través de este cálculo de la columna aislada se establece el orden la tensión que soporta cada columna, asientos y punzonamiento en función de la separación o malla que se va modificando paulatinamente hasta encajar la malla a los criterios de diseño previstos.



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b) Por otro lado, se suele llevar a cabo la comprobación del terreno tratado en su conjunto, para ello existen dos posibilidades. Se puede modelizar el terreno tratado introduciendo en el cálculo los parámetros de resistencia al corte y deformabilidad obtenidos empíricamente a través del grado de sustitución, o bien, introduciendo las columnas CMC como elementos rígidos de comportamiento elástico, se le atribuye en función del espaciado parámetros propios de una de rigidez a la flexión y resistencia al esfuerzo axil a través de programas de elementos finitos más específicos como el Plaxis, Flac, Zsoil o Ansis.

En la figura nº11 se muestra un ejemplo de aplicación de estos cálculos mediante el programa de elemento finitos bidimensionales Plaxis 2D.

Figura nº11. Ejemplo calculo elementos finitos bidimensionales



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4. Proceso de ejecución. 4.1. Trabajos previos.

Se llevara a cabo un replanteo topográfico de la malla a ejecutar según el dimensionado detallado en planos. Se deberá eliminar cualquier tipo de obstáculos y en el caso de existencia de zonas de solera de anteriores edificaciones o algún otro tipo de resto antrópico que pueda dificultar la perforación inicial del terreno.

La distancia mínima entre inclusiones debe ser al menos dos diámetros, y la distancia máxima recomendada no debe superar los 3m. En los casos de afección a servicios afectados, la distancia mínima que debe respetarse entre el eje de una CMC será de 2 a 3 veces el diámetro de la inclusión.

Es recomendable llevar a cabo perforaciones de “calibrado” en los puntos donde haya ensayos geotécnicos preliminares, con el fin de establecer una correlación entre los parámetros de perforación y la resistencia a la penetración y/o resistencia en punta del penetrómetro estático.

4.2. Perforacion.

La perforación se realiza mediante una hélice hueca que desplaza lateralmente el suelo flojo (sin extracción del terreno) hasta alcanzar un horizonte competente. Por el mismo útil de perforación, se procede al llenado con mortero sin apenas presión, que asciende lentamente controlándose en todo momento el proceso de inyección desde el propio equipo.

La perforación se realiza al aplicar simultáneamente una fuerza de compresión y un par de rotación, controlando en todo momento los registros de 1a perforación según el equipo de instrumentación con el que viene equipado la máquina.

La profundidad de la inclusión será la prevista en el estudio del dimensionado, o bien, la detectada en las perforaciones de calibrado. El apoyo/empotramiento en la capa competente se detacta en el sistema hidraúlico de la maquinaria calibrado para ello.

4.3. Proceso de inyección.

Una vez alcanzada la profundidad, el material de relleno se inyecta por el interior de la hélice hueca de perforación ayudado por una bomba de hormigón. Este proceso se lleva a cabo de manera continua a medida que se hace la extracción de la hélice (inyección de abajo hacia arriba) con el fin de garantizar la continuidad de la inyección.



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El control de la inyección se llevara a cabo a través de la propia instrumentación del equipo registrándose en el panel de control, su medida se establece a partir de los siguientes dispositivos:

• El caudal de inyección del material y la velocidad de ascenso con el fin de asegurar la continuidad del fuste de la columna según el diámetro seleccionado, teniendo en cuenta siempre un sobreconsumo del 10-15% como mínimo. • La presión dentro del circuito de bombeo concretamente en un sensor situado en el cuello de cisne. El caudal del material de aporte debe ser medido directamente en la bomba y nunca deducido de una interpretación de las variaciones de presión del bombeo.

4.4. Detección del horizonte de apoyo.

Cuando la maquinaria alcanza el horizonte de compacidad acorde al apoyo geotécnico deducido de la campaña geotécnica realizada y considerado en el dimensionamiento, los parámetros descritos reflejan:

- Menor velocidad de avance y rotación.

- Mayor par de rotación y de fuerza de compresión.

- Valores de energía de perforación máximos según el calibrado del circuito hidraúlico. (energia de perforación de empotramiento de 500 Kg/cm2.

Los horizontes de apoyo se corresponden con terrenos con golpeo Nspt entre 15 y 20.

4.5. Materiales.

4.5.1 Mortero/hormigón de las inclusiones.

Las columnas están constituidas por un hormigón fluido o mortero cuya composición se determina en función de los materiales necesarios para obtener las características mecánicas definidas por los cálculos del dimensionamiento.

Se empleará mortero o hormigón con garantías de puesta en obra (bombeable) y que permita una correcta continuidad en la inyección, como mínimo deberán tener una resistencia a la compresión simple a los 28 días fcK28 de 5 a 10 Mpa y módulos de 5000 Mpa.



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La dosificación y el tipo de resistencia del aglomerante, se puede aumentar en función de las necesidades del dimensionamiento y de la facilidad de puesta en obra.

La puesta en obra debe medirse con un aparato adecuado. Si se utiliza el cono de Abrahms, éste no debe superar los 20 cm.

4.5.2 Colchón de reparto. El colchón de reparto sirve para la correcta distribución de las cargas hacia las inclusiones semirígidas de mortero y evitar el riesgo de punzonamiento al entrar en carga. El espesor de esta capa depende del propio dimensionamiento del sistema, intensidad de las cargas y rigidez de la estructura proyectada.

La capa de reparto estará constituida por un suelo granular con un contenido en finos no inferior al 10% (máximo del 40%) compactados al menos al 95% PM o un suelo tratado con cemento o cal que confirme un módulo de deformación en el segundo ciclo de carga (Ev2) mayor de 50Mpa.



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5. Controles de ejecución y ensayos de control.

5. 1. Controles durante la ejecución de las inclusiones

Una de las principales garantías de la calidad de esta técnica es el propio control que se lleva a cabo durante su proceso de ejecución. En la propia cabina de la máquina existe un cuadro de control donde se registran de manera continua todos los parámetros de perforación e inyección obtenidos « in situ » durante el propio proceso de ejecución. Por todo ello, este registro de parámetros permite garantizar en todo momento la continuidad de la inyección y por lo tanto, la calidad del producto final. En el siguiente gráfico se detalla uno de los registro de los parámetros de ejecución de cada columna.

Figura nº12. Ejemplo de registro durante ejecución.



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Los parámetros medidos son los siguientes:

- Perfil de la columna: medición directa de la profundidad del mástil introducida y profundidad alcanzada por la perforación.

- Presión de bombeo: mide la presión mínima de inyección del material de aporte para garantizar la continuidad en el circuito de mortero/hormigón con el fin de eliminar cualquier riesgo de corte durante el relleno de la inclusión. Medición directa de los captadores de presión instalados en el cuello de cisne del circuito de hormigón.

- Velocidad de avance en la perforación: medición directa del motor de la maquinaria.

- Par de rotación del mástil: medición directa del circuito hidráulico de la maquinaria.

- Velocidad de rotación: velocidad de rotación en la perforación. Medición directa de la mesa de rotación.

- Fuerza de compresión: fuerza de apoyo durante la perforación. Medición directa del circuito hidráulico de la maquinaria.

- Energía de perforación: cuantificación de la energía necesaria para perforar o desplazar 1,0 m3 de material. Formulación relacionada con los parámetros de medición directa anteriormente descritos.

5.2. Ensayos de control.

Estos ensayos tienen como objetivo comprobar la resistencia del material, calidad de ejecución de las columnas, capacidad portante y comportamiento. Se definirán en el pliego de condiciones particulares. Los diferentes tipos de control que se pueden adoptar son los siguientes:

• Por la central de suministro del material: controles habituales de fabricación en la central, tanto sobre los constituyentes como sobre el material acabado.

• Por la empresa especializada: cada 500 m³ de material "CMC" se deberá extraer como mínimo un juego de tres probetas o al menos una vez por semana. Los moldes serán cilíndricos de tipo "hormigón" o prismáticos de tipo "mortero". Se realizará, para cada juego, al menos un ensayo de rotura a 28 días, con un mínimo de tres ensayos por obra.

• Ensayos de integridad de las inclusiones: se trata del ensayo de impedancia mecánica que se basa en la respuesta de las ondas de choque a lo largo de la inclusión. Determina de una manera rápida la continuidad detectando posibles irregularidades o defectos en la calidad de la inyección.



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• Pruebas de carga control del material de la columna: mediante la aplicación de un gato entre la placa y el sistema de reacción (generalmente se utiliza el propio equipo CMC que transmite una reacción de valor máxima de 50tn según el peso de la máquina) se determina el comportamiento de esfuerzo -deformación de las columnas durante una hora con un ciclo de carga-descarga con incrementos de 6.5 toneladas.

• Estimación de asientos reales: se podrá efectuar el control de asientos instrumentando zonas de pruebas igualmente sobre una serie de columnas a través de líneas de asientos continuas y placas de asiento.

DOCUMENTO REDACTADO POR:

JUAN CARLOS MONTEJANO. DPT TECNICO MENARD ESPAÑA

TERESA PÉREZ RODRIGUEZ. DIRECTORA MENARD ESPAÑA.

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