Mesa de Ejecución y Control de las Jornadas Técnicas SEMSIG-AETESS

La 17ª Sesión de las Jornadas Técnicas SEMSIG-AETESS, sobre Intervenciones en Casos de Patologías y de Obras Geotécnicas Complejas, ha tenido lugar el pasado 23 de febrero. Durante la Mesa de Ejecución y Control se han tratado los siguientes temas: “Algunos ejemplos de patologías solucionados con diferentes técnicas de inyección”, “Precarga por vacío. Prevención de patologías. Barriada Cárdeñas (Huelva)”, “Estabilización del deslizamiento en la autopista AP-1 en Eskoriatza (Gipuzkoa)”, “Recalce y excavación interior para la rehabilitación del Mercado de Val, en el Centro Histórico de Valladolid”, “Congelación del terreno para ejecución de túneles bajo ‘cut-and-cover’ existente en el metro de Varsovia” y “Patologías en losas de edificación con subpresión: solución de anclaje con micropilotes a tracción”.

La Mesa de Ejecución y Control ha tenido lugar tras la Mesa de Diseño.

Mesa de Ejecución y Control de las Jornadas Técnicas SEMSIG-AETESS

Gustavo Armijo Palacio

La primera intervención en la Mesa de Ejecución y Control ha sido por parte de Gustavo Armijo, Dr. Ingeniero de C. C. y P. (Geocisa). Con “Algunos ejemplos de patologías solucionados con diferentes técnicas de inyección”, ha comentado un caso concreto. El mismo es una obra de CROSSRAIL en Londres, de túneles paralelos excavados con tunleladoras a uno de los portales. En concreto, se centra en la llegada de las dos tuneladoras, dentro del contrato C-305, a un portal ejecutado, previamente, por el contrato C-340, cerca de las estación Royal Victoria del DLR.

Este portal estaba construido con pilotes secantes y su  ejecución causó daños a las viviendas y algunos problemas con los servicios. Por ello, era un desafío llegar con las tuneladoras a esta zona sin problemas.

Asimismo, ha destacado que, en este tipo de trabajos, “los tratamientos del terreno son considerados por CROSSRAIL como trabajos temporales”. Esto querría decir que “no hay un proyecto, no hay un diseño previo”, sino que es “responsabilidad del contratista que, a su vez, la traslada al subcontratista de tratamientos del terreno”. En este sentido, CROSSRAIL habría exigido que la pérdida de sección sea menor que el 1%, por lo que el contratista tiene que dar todo tipo de avales y asumir todo daño que ocurra.

El objetivo del tratamiento era evitar la afección a los servicios y a las viviendas cercanas al portal, las cuales habrían sufrido movimientos durante su construcción. Además, en el aluvial, el fin era mejorar la resistencia al corte y, en la terraza, disminuir la permeabilidad.

Se realizó un estudio de asientos y de distorsiones anguladas, utilizando métodos empíricos y Plaxis 2D.

Los tipos de tratamiento fueron los siguientes:

  • Inyecciones de impregnación en la terraza del río, con un contenido de finos del 10 al 15%.
  • Inyecciones de fracturación en el aluvial, con un contenido de finos superior al 15%.
  • Tratamiento con soil mixing del aluvial y el relleno en la zona más cercana al portal.
  • Instalación de una barrera de micropilotes autoperforantes para proteger las vías del DLR.

Igualmente, su trabajo consistía en verificar que la obra se ejecuta con los parámetros de tratamiento que se han adoptado en todas las zonas de prueba inicial y, al mismo tiempo, debían ver que el terreno no variaba. Para ello, contarían con una serie de sistemas propios, con los que habrían realizado el registro de parámetros de perforación, control de las desviaciones de los taladros, control automático de los parámetros de inyección, ensayos de mezclas in situ y en laboratorio y control de movimientos y comparación con los umbrales de alarma.

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Eduardo Martínez García

Desde Menard España, con la intervención de Eduardo Martínez García “Precarga por vacío. Prevención de patologías. Barriada Cárdeñas (Huelva)”, en la Mesa de Ejecución y Control, habrían decidido presentar un tratamiento del terreno que realizaron en la barriada de Cárdeñas, situada en Huelva. Se habría llevado a cabo, tanto por las peculiares características del terreno, así como por lo excepcional de la solución.

El proyecto habría consistido en la ejecución de 114 viviendas de protección oficial de 2 plantas de altura, cuya cimentación se ejecutó mediante losa.

El terreno era el siguiente: una capa de relleno antrópico, para ganar altura y evitar las inundaciones y otra que varía en potencia según nos vamos moviendo, de unos fangos arcillosos muy blandos con baja resistencia al corte y los golpeos. Una vez pasados esos fangos, hay un sustrato de transición con un nivel bajo. Y, finalmente, un nivel arenoso con gravas.

Se hizo un estudio muy minucioso de la zona y de las actuaciones que se habían ido llevando a cabo en ese paseo marítimo, paralelo a las marismas.

La solución que se habría adoptado es la de consolidación por vacío, la cual consiste en la aplicación en el terreno de una depresión o una presión negativa, que se traduce en un aumento isótropo de las tensiones en el suelo. Para ello, sobre un volumen estanco del terreno se aplica el vacío mediante bombas y se drena el agua con ayuda de un drenaje, tanto vertical, como horizontal.

El resultado sería el mismo que ejecutar una precarga, pero el comportamiento es distinto. Entre sus diferencias se encuentra que el terreno es isótropo, es decir, tiende a meterse hacia sí mismo, con lo cual no afecta hacia fuera. Esto hace que el terreno no genere inestabilidades en las zonas cercanas y, además, consigue darle una especie de resistencia al corte ficticia, permitiendo que, en el caso que sea necesario añadir más carga, poder hacerlo inmediatamente a la ejecución del vacío.

Otra de las cosas en las que distan es que, a la hora de cargar el terreno, la distribución de las tensión no es homogénea con la profundidad, sino que se va repartiendo. En principio, con la aplicación del vacío, se conseguirá una distribución homogénea con la profundidad, hasta donde llegue el drenaje vertical.

El objetivo es conseguir un cierto grado de consolidación que deje unos asientos remanentes, que sean admisibles con la estructura que luego va a colocarse.

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José Polo Narro

“Estabilización del deslizamiento en la autopista AP-1 en Eskoriatza (Gipuzkoa)” ha sido la tercera intervención en la Mesa de Ejecución y Control, por parte de José Polo Navarro (Site). Según el ponente, se ha tratado de una obra “muy fea, difícil, dura y con trascendencia”. Así, el problema habría comenzado el 3 de marzo de 2015, cuando se habría producido un deslizamiento, ocupando la cuneta de la calzada sentido Vitoria.

La Diputación Foral de Gipuzkoa habría encargado a la empresa Ikerlur, en 48 horas, un informe con una solución base sobre la que proceder a una petición de ofertas. De este modo, resulta adjudicataría la Constructora Amenabar, quien contrata a Site y Tesinsa. Igualmente, durante esos días, la Diputación ha encargado una actuación de emergencia previa: la instalación de una pantalla dinámica en la cuneta de la autopista, para prever una evolución de movimientos de esa masa de tierras y poner en servicio la autopista con un bypass por la calzada hacia San Sebastián, con un carril por sentido.

La solución se trataba de 3 pantallas de miropilotes de 15 m, con dos niveles de anclaje permanente de barra. Paralelamente, se habría encargado la ejecución de unos sondeos a la instalación de inclinómetros y piezómetros.

En julio, tras un periodo de lluvias, se producen deformaciones, obligando a retroceder y reforzar la pantalla inferior con otras dos. Tras otro periodo de lluvias, se realizan tres niveles de anclaje, en lugar de dos.

A finales de noviembre, cuando se están finalizando los anclajes del tercer nivel de la pantalla, se empiezan a saltar los anclajes en cadena por rotura estructural. Se espera al colapso y se cierra la autopista completamente.

La propiedad acude al profesor D. José María Rodríguez Ortiz y, tras el análisis, se deduce que se ha formado una superficie piezométrica en toda la ladera, la cual ha sobrecargado los anclajes. Por ello, se procede a reforzar en altura la pantalla inferior y se pone en servicio el bypass la semana siguiente y, para el refuerzo de la pantalla intermedia, se disminuyó la equidistancia de los anclajes.

De esta manera comienza la segunda fase de obra, que consistió en actuar sobre la pantalla intermedia y una nueva estructura en pie.

El 10 de junio de 2016, se abre al tráfico la autopista definitivamente.

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Miguel Ángel Franco

Miguel Ángel Franco (Keller Cimentaciones) ha presentado “Recalce y excavación interior para la rehabilitación del Mercado de Val, en el Centro Histórico de Valladolid”. Durante esta ponencia de la Mesa de Ejecución y Control, ha explicado que el Mercado de Val es el último mercado de abastos que queda en pie en Valladolid, construido entre 1878 y 1882. El mismo habría sufrido tres remodelaciones: en 1900, en 1981 y en esta última ocasión.

La actuación geotécnica prevista era la excavación de un único sótano, de unos 5 metros de profundidad, y la cimentación de 32 pilares inferiores y 3 fosos de ascensor. El mismo consta de 112 metros de planta y está flanqueado por dos calles con edificios muy antiguos y muy cercanos. Se trata de una estructura metálica, apoyada sobre grandes muros de mampostería.

La solución inicial contemplada era la ejecución de, aproximadamente, 10.000 metros de micropilotes, diámetro 250 de perforación, así como un arriostramiento que se resolvía mediante perfiles metálicos, o bien, con el forjado definitivo del sótano.

Sin embargo, observan que no es una cortina de micropilotes al uso, ya que deben adaptar la ley de empujes a la situación real. Además, se tuvo que hacer una comprobación sobre el efecto de los grandes muros de mampostería, los cuales no podían sufrir ninguna deformación.

Por otro lado, Keller aportó una solución alternativa a la del proyecto inicial, que consistía en aumentar la separación. Esto es, que los micropilotes, originalmente, estaban a 35 cm y pasaron a una separación de 70 cm. Y metían un nivel de arriostramiento para salvar la cimentación de los muros de mampostería y los diámetros de perforación del reducían un poco.

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Juan Ignacio López

“Patologías en losas de edificación con subpresión: solución de anclaje con micropilotes a tracción” es la ponencia que ha expuesto Juan Ignacio López (Rodio-Krona) en la Mesa de Ejecución y Control. Según el mismo, en este caso, las obras de reparación de esta planta de, aproximadamente, 60×40 m., se habrían llevado a cabo en 2011, aunque las patologías habrían surgido en el edificio, incluso antes de estar puesto en servicio.

Se habrían diferenciado dos zonas:

  • Zona 1: con edificios de viviendas, constaba de planta baja, 8 plantas y áticos. Su cimentación se realiza mediante losa de hormigón de 1 metro de espesor.
  • Zona 2: de patio interior o parking, sin edificación en altura. La cimentación es mediante losa de hormigón de 80 cm de espesor.

Las cargas perimetrales del edificio descansan sobre unas pantallas continuas perimetrales. La estructura interior es de pórticos con pilares de hormigón armado.

Entre las patologías encontradas, había una fisuración general en el interior del edificio, sobre todo en tabiquerías apoyadas en los forjados. Pero la situación más preocupante era la de la losa de cimentación, la cual presentaba una situación crítica con numerosas fisuras, incluso fracturas.

Asimismo, durante la ejecución del edificio se habría producido una entrada de gran cantidad de agua, a través de las pantallas. Se habría solucionado “a medias” mediante una campaña de inyecciones.

Cabe destacar que el principal problema residía en la cantidad de agua que se acumulaba a pie de losa. Para ello, realizaron unos drenes que aliviaban la presión de la misma, producida por el agua, y se canalizaba presión mediante tuberías PVC a un pozo de bombeo, con dos bombas trabajando continuamente. También, sobre las pantallas había unas canalizaciones que llevaban el agua a los pozos de bombeo.

En el informe de la Universidad se llega a la conclusión de que había un problema grave de subpresión no compensada, bajo la losa de cimentación. Su armado no estaba calculado para soportar los esfuerzos. Además de un problema de flotabilidad de la estructura, ya que, estando en obra, sonaban las deformaciones.

La solución fue anclar la losa mediante micropilotes a tracción al sustrato competente e intentar liberarse de la servidumbre del bombeo.

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Eduardo Manzano Arroyo

Por último en la Mesa de Ejecución y Control, Eduardo Manzano Arroyo (Grupo Terratest) ha mostrado el proyecto sobre “Congelación del terreno para ejecución de túneles mediante ‘cut-and-cover’ existente en el metro de Varsovia”.

La congelación del terreno consiste en aplicar frío al suelo para convertir en hielo el agua presente en sus poros y, de esta manera, conseguir un suelo mucho más consistente y reducir al mínimo su permeabilidad. Se aplica en aquellos lugares donde se necesita un refuerzo del terreno, bien planal, bien volumétrico, con elevada resistencia y muy reducida permeabilidad. Es aplicable, prácticamente, a todo tipo de suelos.

Hay varios tipos de congelación:

  • Sistema abierto: con nitrógeno líquido u otros gases fríos.
  • Sistema cerrado: con un líquido refrigerante que circula por el terreno en unas tuberías.
  • Sistema mixto: en el cual se alternan las dos anteriores.

La línea 2 del Metro de Varsovia era un proyecto estrella. En su tramo central, subterráneo, la estación Centrum Nauki Kopernik fue un hito durante su construcción.

En este sentido, se aprovechaba el pozo este, por el que llegaban dos tuneladoras que estaban excavando los túneles del metro del centro de Varsovia; el pozo oeste, por el que llegaban las tuneladoras procedentes del otro lado del Vístula y, entre medias, quedaba encajada la calzada de la autovía. Para poder concluir la estación, era necesario conectar esos dos pozos, pasando debajo de ese “cut-and-cover” interceptando, además, la pantalla central.

En agosto de 2012, se comenzó a excavar por el túnel norte y, a mitad de mes, agua y arena se abrieron paso, se colapsó la bóveda y se generó un socavón en la calzada, el cual obligó a su corte al tráfico durante varios meses.

Por este motivo, se planteó generar una coraza de suelo congelado alrededor de la bóveda y los hastiales de los túneles, y generar dos muros de suelo congelado a cada lado de la pantalla central del túnel Wilostrada, mejorando sus condiciones de soporte. Para ello, se utilizó el sistema mixto, de modo que se congeló con nitrógeno líquido y se usó el sistema cerrado para la congelación de los muros desde el túnel.

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