EXPOSITOR:

PRESENTACIN

Se trata de un mtodo de mejora de suelos naturales o de relleno, consistente en

inclusiones de material granular, realizadas en el terreno de apoyo de

terraplenes o fundacin de estructuras, con objeto de obtener un conjunto

suelo-columna equivalente mejorado, disipando las tensiones transmitidas al

terreno, aumentando la resistencia al corte del terreno, homogeneizando el

conjunto suelo-columna y reduciendo tanto los asientos totales y diferenciales

como el tiempo de consolidacin. Tambin se utiliza mtodo para mitigar la

licuacin en suelos susceptibles en caso ssmico.

Objetivos de la mejora:

Mejora de la capacidad portante del terreno

Reduccin de asientos.

Homogeneizacin de las caractersticas geotcnicas.

Aceleracin del proceso de consolidacin, constituyndose como elementos drenantes (suelos cohesivos saturados).

Aumento de la estabilidad frente al deslizamiento (caso de terraplenes).

Disminucin del riesgo de licuacin (arenas flojas), en zonas ssmicas.

100

80

60

40

20

0

100

80

60

40

20

0 0,60,002 0,006 0,02 0,06 6,0 20 600,2 2,0

Granulometra [mm]

Porc

enta

je q

ue p

asa [%

]

VIBROCOMPACTACIN

COLUMNAS DE GRAVA

Arcillas Limos Arenas Gravas BolosZona de

transicin

Fuerza horizontal

centrifuga 80-300 kN

Frecuencia 30-50Hz

(3000 a 5000 rpm)

Amplitudes de hasta

54 mm

Radio de influencia

de 0,60 a 2,00m

Diseo (Priebe, 1995)

El factor de mejora nos relaciona el asiento de la zapata sin tratar con la del suelo

tratado mediante la siguiente expresin:

n0(f, A/Ac) S/Sc

S: asiento del suelo sin tratar

Sc: asiento del suelo tratado

A: rea de la zapata de fundacin

Ac: rea de columnas de grava bajo la zapata

Factor de mejora

bsico (n0)

Diseo (Priebe, 1995)

Factor de reparto de carga (m)

m = Qcol/Qsuelo= (n-1+Ac/A)/n m (n-1) / n

Parametros de resistencia al corte del suelo equivalente:

tgf= m. tgfc+(1-m).tg(fs) c (1-m). cs

Monitor de control en cabina que registra todos los parmetros durante la penetracin y luego durante la compactacin.

El mtodo de ejecucin se basa en hincar el vibrador por desplazamiento del terreno (con nula o mnima extraccin de suelo).

Se garantiza la continuidad de la columna de grava. Se registran los parmetros de ejecucin en todo momento, quedando un registro

de calidad que permite un control de ejecucin de cada columna.

En conjunto con preperforacin, es posible instalar columnas de grava en terrenos que requieren tratamiento y que subyacen lentes o estratos muy compactos o

cementados.

Es posible alcanzar profundidades de hasta 50 m. Altos rendimientos: 150 a 250 ml / da (10 11 horas) El vibrador profundo garantiza una alta compacidad final de la grava y adems una

mejora (generalmente no considerado en los clculos) del suelo entre columnas.

Energa de vibracin no disminuye con la profundidad. La calidad del mtodo no se ve afectada por la estabilidad del terreno y en

particular cuando existe nivel fretico alto.

SISTEMA DE PRE-PERFORACIN

Bajos rendimientos Alta descompresin del

suelo

Altos rendimientos Descompresin mnima

EQUIPO PARA EJECUCINDE COLUMNAS DE GRAVA

Sin aire comprimido Vibracin vertical en cabeza Energa de vibracin

disminuye en profundidad

Con aire comprimido Vibracin horizontal en la

punta del vibro Energa de vibracin no

disminuye en profundidad

DENSIDAD DE LA GRAVA Similar Similar (*)

REA DE REEMPLAZO Menor Mayor

METODOLOGA DE CLCULO

Desarrollada por proveedor De acuerdo a literatura

internacional

(*) de acuerdo a paper de W. Degen

Preperforacin para alivio de la compacidad del terreno y permitir la ejecucin de columnas a travs de estratos compactos o cementados.Se utilizan piloteras o perforadoras medianas con CFA.

REMEDIACION DE LICUACION

REMEDIACION DE LICUACION

REMEDIACION DE LICUACION

Incrementar la resistencia ( CRR) Mejora del terreno por densificacin.

Vibrocompactacin

Disminuir las tensiones ( CSR) Refuerzo al cortante mediante elementos mas

rgidos que atraen las tensiones.

Disminuir las presiones de poros Reducir el camino de drenaje con drenes

Cyclic Resistance Ratio (CRR)

Cyclic Stress Ratio (CSR)

REMEDIACION DE LICUACION

Incrementar la resistencia ( CRR)

Incrementar la resistencia al corte cclica (CRR) al

incrementar la densidad relativa de los suelos

granulares. VIBROCOMPACTACION

REMEDIACION DE LICUACION

Disminuir las tensiones ( CSR)

Reducir las tensiones de

corte cclicas al instalar

elementos mas rgidos que

atraigan las tensiones

Puede ser usado en suelos

no densificables (limos,

arenas limosas).

Teoras de calculo

tsoil tsoiltinc

REMEDIACION DE LICUACION

Disminuir las tensiones ( CSR)

tsoil tsoiltinc

Metodologa de Priebe (1998)Se considerar que la reduccin del CSR

Se produce en la misma proporcin que

la carga es distribuida entre el suelo y la

columna de grava. a= ps/p =1/n1

REMEDIACION DE LICUACION

Disminuir las tensiones ( CSR)

tsoil tsoiltinc

Metodologa de Baez (1993) Factor de reduccin de tensin de

corte (KG) :

GINC=Inclusion shear modulus

GSoil=Soil shear modulus

ARR=Ainclusion/Atotal

Compatibilidad de deformacin y

equilibrio de fuerzas

Comportamiento elstico lineal de

suelo y refuerzo

CSRapplied to soil = KG * CSRearthquake

Ejemplo

10% Area Replacement

GINC/GSOIL=5

KG=0.7

REMEDIACION DE LICUACION

Disminuir las presiones de poros

Las columnas actan como drenes

Seed & Brooker ( Stabilization of Potentially Liquefiable Sand Depositis using Gravel Drain Systems, Earthquake

Engineering Research center, 1976)

Permeabilidad del suelo, kh Compresibilidad del suelo, mv,

Duracin del sismo, td Numero de ciclos del sismo, Neq Dimetro y espaciamiento de drenes