INYECCIONES
Ruiz Salcedo Hugo Aguado de León Eli E Muñoz Jiménez Alan González Sánchez Alan
INTRODUCCIÓN
El tratamiento de inyección consiste en la introducción en el terreno, a presión y caudal relativamente regulado y con magnitudes muy diferentes, de un material que rellena los vacíos o fisuras del terreno, desplaza el terreno existente; o bien generando una mezcla con el terreno original se consigue una mejora de las características geotécnicas de la zona tratada, reduce su deformabilidad y/o disminuye su permeabilidad. Estas inyecciones se realizan mediante perforaciones que permiten alcanzar la zona a tratar y la preparación de la mezcla a inyectar con las características de fluidez y viscosidad adecuadas, además de los equipos de impulsión y control necesarios.
TIPOS DE INYECCIÓN
•
•
•
•
•
De consolidación De compactación De impermeabilización De compensación de asientos Por remplazo (Jet Grouting)
TIPOS DE INYECCIÓN
De Consolidación
La inyección por consolidación o desplazamiento introduce en el terreno materiales muy viscosos como lechadas de cemento a altas presiones, de manera que desplazan y comprimen el terreno circundante sin penetrar en él. Esta técnica puede ser aplicada a cualquier tipo de suelo, sin embargo se recomienda para suelos arenosos no cohesivos, donde el proceso de compactación, con un aumento de las tensiones efectivas en la zona afectada, se produce más rápidamente. Se emplea para corregir asentamientos diferenciales de estructuras, sostenimientos de estructuras, refuerzos de excavaciones y en la ejecución de túneles.
∆
Fases de la Inyección. 1. Instalación de tubería de inyección : Generalmente se
emplean los tubos-manguito; consiste en la perforación y colocación en el terreno de unos tubos provistos de válvulas.
2. Sellado: Una vez colocados, se sella el espacio anular tubo-
terreno con una mezcla plástica.
3. Inyección: La inyección se realiza por fases introduciendo
volúmenes limitados en cada episodio. Los taladros se taponarán con cuñas de madera que impidan la salida de lechada y permitan conservar la presión hasta que se inicie el fraguado de la lechada.
4. Limpieza: El último paso del proceso es la limpieza de los
residuos, que debe de realizarse inmediatamente para evitar que endurezca sobre la calzada.
TIPOS DE INYECCIÓN: de Consolidación.
TIPOS DE INYECCIÓN
De Compactación.
Se basa en la inyección en el terreno de un mortero de baja movilidad, de forma que la mezcla inyectada no fluya por el terreno, quedando concentrada alrededor del punto de inyección. El material inyectado rellena los huecos y compacta o estabiliza el suelo que rodea a la zona tratada. Posteriormente el cemento del mortero fragua confiriéndole resistencia y dureza al mismo. Es importante que durante la inyección se produzca un desplazamiento del terreno sin romper su estructura.
∆
Fases de la Inyección.
1.- Instalación de tubería de inyección: La perforación se realiza a rotación o rotopercusión en función de las características del terreno.
TIPOS DE INYECCIÓN: de Compactación.
∆
Fases de la Inyección. 2.- Inyección de Compactación: El mortero se prepara en la mezcladora y se inyecta a presión en el terreno mediante una bomba específica para este tipo de trabajos. Mientras, se va introduciendo o extrayendo gradualmente la tubería de inyección, creando una columna formada por bulbos cuasi-esféricos que se intersectan entre sí.
TIPOS DE INYECCIÓN: de Compactación.
∆
Fases de la Inyección. 3.- Compactación por fases: Con el fin de conseguir una compactación uniforme del suelo, las inyecciones se ejecutan en una malla primaria y posteriormente una secundaria. En el caso de tratamientos locales, las inyecciones se realizan en los puntos y con las inclinaciones definidas por el cálculo.
TIPOS DE INYECCIÓN: de Compactación.
∆
Aplicaciones Mejora de suelos Mejora de suelos con baja capacidad portante, aumentando la densidad relativa del mismo. Compactación de suelos no cohesivos, especialmente aquéllos con baja o media densidad con intercalaciones de capas duras o cementadas. Puede emplearse como alternativa o como complemento a cimentaciones mediante pilotes, o mejoras del suelo mediante columnas de grava.
Estabilización y recalce de cimentaciones
Incrementando o restaurando la capacidad portante del suelo bajo cimentaciones existentes, por ejemplo en casos de incrementos de sobrecargas o para reparar daños producidos por asientos. Esta técnica es una alternativa al procedimiento de Jet Grouting y/o sirve como pretratamiento para aplicar las técnicas de Jet Grouting e Inyecciones de Fracturación.
TIPOS DE INYECCIÓN: de Compactación.
∆
Aplicaciones Relleno de cavidades En suelos muy porosos, erosionados o con cavidades, por ejemplo en zonas de relleno que no han sido suficientemente compactadas, zonas afectadas por fenómenos de karst, suelos dañados por la rotura de conducciones hidráulicas, etc.
TIPOS DE INYECCIÓN: de Compactación.
∆
•
•
•
•
•
•
•
•
Usos Regiones Kársticas o calizas Relleno de escombros o mampostería Relleno Mal Colocado Suelo Aflojado: Pre-Tratamiento Suelo Aflojado: Post-Tratamiento Suelos Licuables Suelos Colapsables Compensar la Pérdida de Suelo Durante la Excavación de Túneles
TIPOS DE INYECCIÓN: de Compactación.
TIPOS DE INYECCIÓN
De Impermeabilización. Las inyecciones de impermeabilización tienen por objetivo reducir la permeabilidad del terreno.
Se emplean habitualmente en tratamientos de presas, como pantalla y en túneles y en excavaciones en general, cuando éstos se realizan bajo el nivel freático. El proceso puede ser muy distinto en función del terreno y de los requerimientos del tratamiento. Se emplean técnicas de inyección en retirada, por tramos y mediante tubo manguito. Como mezcla de inyección, suelen emplearse lechadas y productos químicos como los geles de silicato.
∆
Tipos de Presas. Presas de materiales sueltos. La cortina se ubica en correspondencia con el núcleo impermeable y extendiéndose hacia los estribos de la presa, y en general se ejecuta previamente al inicio de la colocación de los materiales del núcleo salvo que en el proyecto se haya previsto una galería en la fundación y pueda inyectarse desde ella.
TIPOS DE INYECCIÓN: de Impermeabilización.
∆
Tipos de Presas. Presas de concreto. La cortina se ubica hacia aguas arriba saliendo de la galería inferior de la presa extendiéndose hacia los estribos. Está acompañada de una línea de pozos drenantes inmediatamente aguas abajo y de un tratamiento de inyecciones de consolidación en la impronta de la presa en la fundación.
Puede ejecutarse en cualquier etapa de la construcción a partir de disponerse de acceso en las galerías y siempre se ejecutarán las perforaciones de drenes una vez finalizadas las inyecciones. En los estribos se inyecta también desde las galerías intermedias y superiores.
TIPOS DE INYECCIÓN: de Impermeabilización.
∆
Tipos de Presas. Presas con pantalla de Concreto Aguas Arriba. La cortina se ubica en correspondencia con el plinto (losa desde donde arranca la pantalla de H°) incluso en los estribos. Se ejecuta a partir de tener finalizado los plintos independientemente de los trabajos de colocación de los materiales de presa
TIPOS DE INYECCIÓN: de Impermeabilización.
TIPOS DE INYECCIÓN
De Compensación de Asientos.
Estas inyecciones se realizan con el objetivo de inducir movimientos controlados en el terreno, que compensen los producidos por otras causas. Se emplean principalmente en túneles urbanos (como protección de la edificación ante la deformación inducida en el terreno durante la excavación), recalces (restitución de asentamientos), autovías, etc.
∆
Metodología. 1.- Instalación de la instrumentación adecuada en toda la zona en que teman posibles afecciones originadas por la excavación del túnel, a fin de detectar y medir los movimientos del terreno. 2.- Perforación de los pozos necesarios para la instalación de los niveles de abanicos de tubos-manguito necesarios para cubrir la zona y proteger. Los tubos han de ser de acero, en lugar de los tradicionales de PVC, empleados en las inyecciones de compensación, para que puedan resistir las altas presiones a las que se realiza la inyección. El espaciado de los manguitos, o válvulas anti-retorno, en los tubos, suele ser de 0,50 m. 3.- Realización de unas inyecciones preliminares de acondicionamiento y mejora del terreno. Estas inyecciones se distribuyen uniformemente por toda el área, a un volumen constante por cada uno de los manguitos utilizados.
TIPOS DE INYECCIÓN: de Compensación de Asientos.
∆
Metodología. 4.- Realización de una segunda fase de inyecciones, una vez comenzados los trabajos de excavación del túnel. Es en esta fase, en base a un exhaustivo y continuo control de los asentamientos que se van produciendo en superficie, en el momento en que se supere el umbral preestablecido de movimientos del terreno, se procede a realizar nuevas inyecciones en puntos concretos, a fin de compensar los movimientos detectados, manteniéndolos siempre dentro de límites admisibles para las estructuras. La eficiencia del tratamiento, que se define como la relación entre los volúmenes de mezcla inyectados y los volúmenes de levantamiento producidos, ya es conocida desde las últimas pasadas de la fase de pretratamiento, aunque se va corrigiendo continuamente durante la fase de compensación.
TIPOS DE INYECCIÓN: de Compensación de Asientos..
TIPOS DE INYECCIÓN
Jet Grouting.
La técnica del Jet Grouting consiste en la introducción en el terreno de un material cementante (generalmente lechada de cemento), a través de uno o varios chorros (jet) a gran velocidad (300 a 600 kg/cm2) . La energía de este chorro provoca la rotura y la reestructuración del terreno, mezclándolo con el material aportado, dando lugar a un terreno mejorado. El material de inyección sobrante mezclado con terreno, sale a la superficie formando el rechazo de inyección.
Rotación con tricono o trialeta para suelos y rocas blandas y rotopercusión con martillo en cabeza para gravas, rocas duras y materiales artificiales. Por encima de la herramienta inferior de corte, se ubica una válvula especial de eyección que está compuesta por una o más toberas ortogonales al eje del varillaje.
∆
Tipos de Aplicacion.
Jet Grouting tipo I (fluido único) Jet Grouting tipo II (doble fluido) Jet Grouting tipo III (triple fluido)
TIPOS DE INYECCIÓN: Jet Grouting.
∆
Tipos de Aplicacion.
Jet Grouting tipo I (fluido único) Esta versión del Jet-Grouting es la más sencilla y por tanto la de mayor rapidez y economía. Se emplea con frecuencia para la consolidación de terrenos (en rellenos o terrenos de baja compacidad), recalces de edificios y estructuras, protección de túneles (pantallas para limitar asientos, paraguas, etc...), protección contra socavación fluvial, etc...
TIPOS DE INYECCIÓN: Jet Grouting.
∆
Tipos de Aplicacion.
Jet Grouting tipo II (doble fluido) Consiste en la introducción en el terreno de lechada de cemento a través de uno o varios chorros a gran velocidad, junto otro chorro concéntrico de otro fluido (aire o agua). Según el fluido empleado tenemos dos clases de JetGrouting tipo 2:
Tipo II-a: Aire-Lechada Tipo II-w: Agua-Lechada Jet Grouting tipo III (triple fluido) Con este sistema la desagregación del suelo se consigue por un chorro de agua a alta presión, asistido por un chorro de aire a presión, utilizando como tercer fluido una lechada para conseguir la cementación del suelo.
El diámetro de columna obtenido, varía en función de estos parámetros de inyección (presión, caudal, nº de toberas, velocidad de rotación y velocidad de extracción fundamentalmente) y de la resistencia del terreno
TIPOS DE INYECCIÓN: Jet Grouting.
∆
Aplicación del Jet Grouting.
Mejorar el terreno de cimentación. Impermeabilizaciones. Recalce de estructuras. Muros de contención Asegurar cimentaciones de edificios o estructuras
TIPOS DE INYECCIÓN: Jet Grouting.
