El Perú tiene un gran potencial para el desarrollo de técnicas de mejoramiento de suelos debido a la gran diversidad de suelos que hay en el país. En este informe conoceremos la importancia de algunas de las nuevas tecnologías aplicadas para mejorar suelos.
José Antonio Sousa, gerente general de Menard Perú, empresa especializada en mejoramiento de suelos, comenta que hasta hace algunos años en el Perú cuando un proyecto se ubicaba en un terreno blando o poco competente, casi automáticamente los ingenieros pensaban en dos opciones: realizar cimentaciones profundas para trasladar las cargas de las estructuras hasta un estrato resistente del suelo, o plantear el corte y reemplazo del suelo malo por un material bueno y bien compacto.
Sin embargo, en la actualidad, existen diversas técnicas de mejoramiento de suelos más eficientes que ofrecen una serie de ventajas en comparación a las soluciones tradicionales. Estas técnicas permiten mejorar las características mecánicas del terreno natural y lo vuelven apto para las edificaciones proyectadas.
“Lo que se busca con las técnicas de mejoramiento de suelos es densificar un suelo o reforzarlo, introduciéndole algún elemento más rígido que el suelo natural, tal como un material granular o de concreto”, indica el vocero de Menard Perú y añade que los objetivos técnicos de estos tratamientos consisten, por lo general, en incrementar la capacidad portante del terreno, lo cual permite la optimización de la zapata o la platea; controlar o reducir los asentamientos del proyecto; y mitigar los riesgos de licuefacción.
Sousa señala que, en el caso particular de Menard, desarrollan diversas técnicas para el mejoramiento de suelos, tales como columnas de módulo controlado o inclusiones rígidas, drenaje vertical, compactación dinámica y sustitución dinámica. “Otras técnicas que también desarrollamos son columnas de grava, vibrocompactación, jet grouting y soluciones de suelo-cemento o “soil moixing”, añade.
Columnas de módulo controlado. – Esta técnica permite reforzar el terreno mediante una red de inclusiones verticales rígidas de mortero o concreto. El terreno reforzado se comporta como un material compuesto poco compresible que permite transmitir las cargas a un sustrato más resistente. Ello permite el uso de cimentaciones superficiales en zonas donde comúnmente se utilizan cimentaciones profundas.
Drenaje vertical. – Técnica utilizada con el fin de facilitar la evacuación del agua en suelos cohesivos, con lo cual se logrará aumentar considerablemente su velocidad de consolidación. Para asegurar la efectividad del drenaje vertical, este deberá estar acompañado de la implementación de un relleno de precarga para alcanzar el grado de consolidación deseado.
Los drenes verticales prefabricados pueden alcanzar profundidades superiores a los 50 metros y se instalan por hincado a partir de un tubo metálico hueco, que estará fijado sobre un mástil dentro del cual este se desliza y que a su vez está enganchado al brazo de una excavadora sobre orugas.
Compactación dinámica. – Esta técnica permite densificar los suelos granulares generalmente hasta 10-12 metros de profundidad a partir de la caída repetida de una masa sobre el terreno a mejorar desde una altura específica, permitiendo garantizar altas capacidades de carga bajo las cimentaciones, así como contralar los riesgos de licuación.
Sustitución dinámica. – Esta tecnología es una variante de la compactación dinámica, en la cual la energía de compactación sirve para constituir columnas granulares de 2 metros de diámetro, como refuerzo de los terrenos compresibles de naturaleza predominantemente cohesiva.
Sousa explica que estas técnicas de mejoramiento de suelos permiten reducir plazos y costos de cualquier proyecto que necesite construirse sobre terrenos poco competentes, al reemplazar las tecnologías de cimentación profunda convencional como son los pilotes y micropilotes. “Además, permiten también reducir el costo de las cimentaciones superficiales de las superestructuras”, añade.
“Cuando se hace una cimentación profunda, no se mejora un suelo. Lo que se hace es atravesar el estrato blando y transmitir las cargas a un estrato duro que se ubica a mayor profundidad, siendo necesario conectar la cimentación profunda, el pilote o micropilote, a la zapata o platea. Esto encarece la cimentación superficial, pues es necesario realizar una conexión con la cimentación profunda”, subraya Sousa.
Por otro lado, agrega que en el sector minero existe mucho interés por encontrar técnicas que permitan alargar la vida útil de las presas de relaves o ayuden a asegurar su estabilidad en casos de recrecimientos. “Para estos casos, tenemos técnicas como el drenaje vertical o la consolidación por vacío que pueden ayudar a ganar volumen en las presas de relaves, así como otras técnicas que permiten aumentar la resistencia del terreno a pie de presa. Ya hemos implementado estas tecnologías principalmente en minas de Canadá y Australia”, refiere.
OTRAS TECNOLOGÍAS APLICADAS
Columnas de grava
Esta tecnología consiste en la incorporación en un terreno determinado de material granular compactado por medio de una aguja vibrante, con la finalidad de constituir inclusiones flexibles, la cuales presentan características mecánicas elevadas y una alta capacidad drenante.
Bajo las obras con sobrecarga repartida (terraplenes, losas, etc.), las columnas de grava se disponen según una malla regular y van rematadas por un colchón de reparto de tensiones. Es así como logran homogeneizar y disminuir la amplitud global de los asientos bajo la obra.
Estas columnas de grava, también, pueden disponerse en grupos bajo las cargas aisladas o en filas. De esta manera, permiten incrementar la capacidad portante del terreno controlando al mismo tiempo los asientos de las obras.
Su aplicación puede ser ideal para tratar suelos con características mecánicas que son débiles o muy débiles, como arenas limosas, arcillas, limos, rellenos heterogéneos, entre otros. Sin embargo, debe excluirse en los suelos de carácter evolutivo, en los que la contención lateral en torno a las columnas no pueda garantizarse al largo plazo.
Puede implementarse en proyectos de edificios industriales y comerciales, funcionales, viviendas individuales o colectivas, obras hidráulicas, terraplenes viarios o ferroviarios, obras de ingeniería civil, muros de contención y tratamiento de anti-licuefacción y cimentaciones en zonas sísmicas.
Para ejecutar o aplicar este método, que garantiza una perfecta continuidad de las columnas, se requiere de la utilización de un vibrador con sistema SAS de 130 KW de potencia y aire comprimido que posibilite lanzar la grava hasta la punta del vibrador.
Entre sus ventajas, podemos destacar las siguientes:
– Las columnas de grava están pensadas para tratar los problemas de asiento de los estratos compresibles y permiten conservar sistemas de cimentaciones superficiales y soleras sobre terraplenes
– Su carácter drenante permite acelerar la consolidación de los suelos existentes
– No hay recortado ni periodo de curado antes de la intervención del sistema estructural; la excavación puede hacerse directamente en las columnas para la realización de las zapatas de cimentación
– Altos rendimientos;
– Adecuadas para tratamientos anti-licuefacción de los suelos, al inducir un efecto combinado de drenaje y de mejora de la resistencia al corte del suelo reforzado.
