La vibrocompactación y vibrosustitución son técnicas de mejora de suelos mediante vibración profunda. A diferencia del uso de vibradores en cabeza, externos al terreno, el uso de vibradores profundos garantiza que la mejora tendrá un alcance muy superior en el terreno.
La mejora del terreno, se produce al incorporarle las columnas de grava, de manera que el resultado es un suelo mejorado, distribuyendo la carga uniformemente repartida en superficie, produciendo una disipación de las tensiones y por tanto el terreno tenderá a tener asientos despreciables. La profundidad de la mejora del terreno dependerá no de donde se encuentra el estrato competente del terreno, si no que se alcanzará la profundidad suficiente que asegure que los asientos producidos tiendan a ser despreciables. Esta es la ventaja técnica y económica fundamental de esta técnica frente a otras técnicas tradicionales.
El único material usado para la ejecución de esta técnica es la grava, lo que implica que se introduce un elemento de gran capacidad drenante en el terreno, se trata por tanto, de un método de mejora de suelos naturales o de relleno, consistente en inclusiones de material granular, realizadas en el terreno de apoyo de terraplenes o cimentación de estructuras con objeto de reforzar el terreno y mejorarlo, disipando las cargas transmitidas al terreno, aumentando la resistencia al corte del terreno y reduciendo tanto los asientos totales y diferenciales como el tiempo de consolidación, además de reducir el riesgo de licuefacción del terreno en zona sísmica.
El dimensionamiento de las columnas se establece teniendo en cuenta tanto las características del suelo, las sobrecargas, así como los asientos admisibles.
¿De dónde surge este método?
Las columnas de grava o vibrosustitución surgen a finales de los años cincuenta como una evolución de la técnica de vibrocompactación, sin aporte de grava. Así la necesidad de aportar material granular a terrenos cohesivos hizo que se adoptara el mismo equipo y procedimiento de ejecución que para la vibrocompactación, incluyendo una grúa, vibrador, lanza de agua y aporte de la grava desde la superficie, Este procedimiento inicial se denominó vibrosustitución en vía húmeda.
Ante los inconvenientes que presentaba la vía húmeda derivados fundamentalmente de un importante y no siempre fácil aporte de agua y a una poco eficaz retirada de los lodos resultantes, la técnica evolucionó al llamado procedimiento en vía seca o “bottom.feed”.
El procedimiento de ejecución en vía seca (dry-method) y con descarga interior (bottom-feed) consiste en aportar la grava mediante una pala cargadora hasta una tolva que, una vez cargada de grava, asciende por el mástil guía hasta la cámara de descarga que se encuentra en el extremo superior del conjunto tubo-vibrador. El vibrador se introduce en el terreno únicamente por vibración radial,, desplazando lateralmente el suelo y sin extracción de material Una vez que alcanza la profundidad de diseño el vibrador se retira en pasadas ascendentes de entre 50 y 100 cm de forma que la grava introducida por la punta inferior del vibrador garantiza así la continuidad de la columnas y dicha grava va ocupando el espacio libre y el vibrador la compacta lateralmente hasta movilizar el empuje pasivo del terreno.
¿Dónde se utiliza?
- Terraplenes
- Plataformas de obras lineales (carreteras o ferrocarril)
- Estribos de pasos elevados
- Depósitos, tanques, piscinas o balsas
- Tratamientos en fondos marinos, lacustres o fluviales on-shore y off-shore
Consultas bibliográficas y referencias
- “Análisis numérico de los efectos de ejecución de columnas de grava” Congreso de Métodos Numéricos en Ingeniería (2013). E. Carvajal, J. Castro (2013).
- “Mejora de suelo con columnas de grava en vía seca” Jornadas Técnicas AETESS 6ª Sesión Técnicas de Mejora del Terreno. R. de Santiago Ruzafa (2006).
- “Análisis de sensibilidad y fiabilidad de cálculo para coeficiente de seguridad frente al deslizamiento en terraplenes apoyados sobre suelos blandos mejorados con columnas de grava” VII Simposio Nacional sobre Taludes y Laderas Inestables. G. Vukotic, L.M. Arévalo, E. Carvajal (2009).
- “Comparison between theoretical procedures and field test results for the evaluation of installation effects of vibro-stone columns” Installation Effects in Geotechnical Engineering (2013).
- http://www.keller-cimentaciones.com/columnas-de-grava-o-vibrosustitucion/
- Jornada sobre mejora del terreno de cimentación. Madrid 16 diciembre 2013
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