MUROS DE MEZCLA DE SUELO COMO ESTRUCTURAS DE CONTENCION – PRACTICA

BELGA

RICARDO RETIS JIMENEZ.

La técnica de mezcla de suelo profundo (MSP) ha sido usada para aplicaciones de mejoría de terreno (MT).

Recientemente mezcla de suelo (MMS) se han vuelto una alternativa económica a las tradiciones sistemas de soporte de e excavación. (Técnica del MSP como soporte de excavación).

OBJETIVO:

Dar a conocer la tecnología de MMS. Mescla de Suelo Cortador (MSC). Mezcla de Suelo Tubular (MST). Técnica CVR C-mix.

Presentar las hojas de Información del BBRI.

1.TECNICA DE MSP COMO SOPORTE DE EXCAVACIÓN.

El MSP fue introducida hace varios decenios de años en Japón y en otros países solo como una técnica para MT.

Mas recientemente MSP ha sido muy usado para la contención de suelo y agua en el caso de excavaciones, MMS representa una alternativa más económica.

Figura 1. MMS con funciones de contención de terreno y agua.

En el proceso MSP, el suelo in situ es mecánicamente mezclado mientras un aglutinante, basado en cemento es inyectado. Las columnas cilíndricas o paneles rectangulares MSP pueden ser colocados uno cerca a otro . Vigas de acero en forma de H o I son insertadas dentro del material MSP fresco para resistir las fuerzas cortantes y momentos flexores. La máxima profundidad de instalación del MMS recae – hasta ahora- en el orden de 20 m

La calidad del material MSP depende del tipo y contenido de cemento, del suelo in situ y del proceso de ejecución. El agente de endurecimiento es usualmente una mezcla de cemento, agua y en varios casos bentonita. La mezcla agua/aglomerante (relación de peso w/b) también es un parámetro importante el cual juego un rol mayor en las características mecánica ,durabilidad del material. Además de ello, la naturaleza del terreno, tiene un enorme impacto sobre resistencia y uniformidad del material.

CALIDAD DEL MSP

I. Características del agente de endurecimiento

1. Tipo de agente de endurecimiento.2. Calidad.3. Mezcla de agua y aditivos.

I. Características y condiciones de suelo

1. Propiedades físico químicas y mineralógicas de suelo.

2. Contenido orgánico.3. PH de agua de porosidad4. Contenido de agua.

I. Condiciones de mezcla 1. Grado de mezcla (Energía de mezcla)2. Tiempo de mezcla / se mezcla.3. Cantidad de agente de

endurecimiento.

I. Condiciones de curación 1. Temperatura.2. Tiempo de curación.3. Humedad.4. Humedecimiento y secado/

congelamiento y derretimiento, etc.

Factores que afectan la resistencia del material MSP

SISTEMAS DE MEZCLA DE SUELO PROFUNDO EN BELGICA

• LA CVR – MIX ®

Es desempeñado con un equipo para pilote taladrado adaptado y un eje diseñado específico y herramienta de mezcla. Esta herramienta rota alrededor de un eje vertical alrededor de 100 rpm y corta al suelo al mecánicamente.

Simultáneamente la mezcla agua/aglutinante (relación de peso w/b entre 0.6 y 0.8) es inyectada a baja presión (<5 bar). La cantidad inyectada de aglutinante asciende mayormente a 350 y 450 kg aglutinante /m³, dependiendo de las condiciones y especificaciones de suelo. El aglutinante parcialmente (entre 0% y 3%) retorna a la superficie

Rendimiento: 160 m²/día de MMS , CVR Twin mix® 210 m²/día ; CVR Triple C-MIX® 300 m²/día.

• MEZCLA DE SUELO TUBULAR (MST)

La técnica MST usa una forma de mezclado mecánica e hidráulica, aparte de la herramienta de mezcla rotatoria (alrededor del eje vertical), el suelo es cortado por la inyección a alta presión (hasta 500 bars) de la mezcla agua/aglomerante con w/b elegida entre 0.6 y 1.2.La cantidad inyectada de mezcla aglutinante asciende mayormente a 200 y 450 kg de aglutinante / m³. Parte del aglutinante (entre 0% y 30%) retorna a la superficie como retorno desecho.Producción de 80 m2/día .

• MEZCLA DE SUELO CORTADOR (MSC)

Dos ruedas de corte rotan independientemente alrededor de un eje horizontal y cortan el suelo. Al mismo tiempo, la mezcla agua/aglutinante es inyectada a baja presión (<5 bar) con la relación w/b elegida entre 0.6 y 1.2. La cantidad inyectada de aglutinante asciende mayormente a 200 y 400 kg aglutinante / m³. De nuevo retorno de desecho alcanza entre 0% y 30%.

http://www.keller.com.mx/flash/animaciones/Mejoria%20del%20Suelo/animacion_mezclaseca.html

http://www.keller.com.mx/flash/animaciones/Mejoria%20del%20Suelo/animacion_mezclaseca.html

http://www.haywardbaker.com/WhatWeDo/Techniques/AdditionalServices/TRDSoilMixWalls/default.aspx

HOJAS DE INFORMACIÓN DEL BBRI

Desafortunadamente, hasta ahora, reglas directrices y recomendaciones concernientes a la realización de MMS con funciones de contención de suelo y/o agua no las hay. En vista del desarrollo de SC/CC y en el contexto de la estandarización europea, reglas básicas son seguridad con respecto a diseño, ejecución y control de los diferentes procesos MSP.

Belgian Building Research Institute BBRI

PROYECTO: “MEZCLA DE SUELO”

• Hojas de información que han sido desarrollados dentro del marco del proyecto . Ellas consisten en directrices para fases de ejecución y dan algunos requerimientos con respecto a la calidad del material MSP, las dimensiones, características, la capacidad potente y el desplazamiento lateral MMS.

Las Hojas de información BBRI están estructuradas como sigue:1.Tipos de sistemas MSP.2.Ejecución: comentarios generales.3.Materiales.4.Dimensiones de los elementos MMS.5.Capacidad portante. 7.Deflexión horizontal.8.Dominio de uso.9.Puntos de atención especiales.10.Variantes (si las existen).11.Aspectos de control de calidad (CC).

3.1.EJECUCIÓN DE LOS ELEMENTOS MSP

Como es ilustrado en la figura 8ª, sólo las columnas secundarias son reforzadas con la ayuda de vigas de acero. Para el uso de caja de reforzamiento.

La excavación es desempeñada hasta la profundidad del primer soporte horizontal (anclas, puntales, pilotos de tensión) pueden ser aplicadas. Anclas y pilotes de tensión deben ser instalados en la intersección entre las columnas primaria y secundaria. Después de su instalación, la excavación es llevada hasta el siguiente nivel de soporte horizontal o hasta su profundidad final, usualmente limitada a 20 metros.

3.2.DOMINIO DE APLICACIÓN

Arena Grava Arcilla blanda

Arcilla Firme

VVV * VV ** 

VV ** 

V *** 

VVV *: Siempre aplicableVV **: Casi siempre aplicableV ***: Aplicable en ciertas circunstancias

La aplicabilidad de método de mezcla profunda también depende del terreno in situ, como es ilustrado en la tabla 6. Especial atención debería ser otorgada a capas de grava gruesa y suelos turbosos

3.3.ASPECTOS DE CONTROL DE CALIDAD

3.3.1 MMS TEMPORAL CON FUNCIÓN DE CONTENCIÓN TIERRA. Las siguientes pruebas y criterios de aceptación son requeridos: 1 muestra para 150 m³ de material MSP (con un mínimo de 6 muestras) debe ser

perforada. La resistencia compresiva no confiada no debe ser determinada. La cantidad de inclusiones de suelo no mezcladas en el material MSP debe permanecer

menor del 20%.3.3.2 MMS TEMPORAL O PERMANENTE CON FUNCIONES DE CONTENCIÓN DE AGUA Y/O PORTANTE . 1 muestra para 75 m³ de material MSP con un mínimo de 12 muestras; Determinación de resistencia compresiva no confiada y el módulo de elasticidad. Cantidad de inclusiones de suelo de nuevo menor del 20%. Y el método de muestreo será definido en las especificaciones de proyecto.

3.3.3.TOLERANCIAS DE EJECUCIÓN

La tolerancia de la inclinación está limitada a 1.3%. En presencia de cavidades o grandes piedras duras o en capas débiles, grandes agrandamientos son inevitables. De allí que, agrandamientos locales de 100 mm son toleradas.

CONCLUSIÓN

Hojas de información BBRI proporcionan para los criterios práctico del dueño/contratista/ingeniero en términos de la secuencia de ejecución y tolerancias y dan algunos requerimientos con respecto a la calidad del material MSP.

GRACIAS