lunes, 20 de febrero de 2012

Cimentaciones profundas yuyu


Este año de GEOJUANJO me ha llevado al convencimiento que en mis artículos, tanto la foto inicial como el título, condicionan bastante el número de visitantes, en este artículo el título adecuado sería “Cuidado con la ejecución de cimentaciones profundas en fondos de excavación al amparo de muros pantalla bajo nivel freático”, creo que impacta menos que el que finalmente he escogido.

En este artículo trataré una temática que ha generado problemáticas muy importantes y de forma recurrente en obras con cimentaciones profundas en fondo de excavación realizadas al amparo de muros pantalla mientras se realizaban bombeos de agua para el control del nivel freático.


El “antes” ya lo he tratado en artículos anteriores de GEOJUANJO relacionados con el diseño del empotramiento de los muros pantalla y su relación con la entrada de agua así como diversos artículos relativos al sifonamiento o la licuefacción.


Una vez excavada la parcela, al amparo de los muros pantalla, y gracias a la existencia de un sistema de bombeo eficiente, se obtiene una superficie seca donde aparentemente todo está estático, pero no es así para el agua, en profundidad se ha establecido un flujo de agua hacia el sistema de bombeo, el cual podemos simplificar según la siguiente figura.


Ante esta superficial tranquilidad, a alguien se le puede ocurrir realizar una cimentación profunda, en la medida que la ejecución de dichas cimentaciones implique un cambio de las condiciones de contorno hidrogeológicas, pasarán cosas y algunas de ellas pueden ser catastróficas.



Si por ejemplo, se intentan realizar perforaciones al amparo de lodos bentoníticos, con el argumento que los muros pantalla así se realizaron y no hubo mayores problemas, el fracaso es prácticamente seguro en la mayoría de suelos, ya que se dará la situación que abajo os indico, algo muy similar pasará en el caso que se decida hacer pilotes entubados, aunque el efecto únicamente afectará a la zona no entubada, el fondo.



Como puede verse la altura piezométrica a un lado de la perforación y al otro es diferente, aunque la bentonita sea algo más densa que el agua, esto no es posible, por lo que se establecerá un flujo de agua hacia la perforación.



El resultado de lo anterior será:


  • Imposibilidad de los lodos bentoníticos para estabilizar la perforación, debido a que no podrá generar el "cake" en las paredes de perforación y además su composición variará con la entrada de agua.

  • En función de las características del terreno, la componente horizontal del flujo de entrada de agua implicará arrastre de finos hacia la perforación y su componente vertical implicará fenómenos de sifonamiento.



En definitiva, colapso de la perforación.



La pregunta es obligada, que hacer?



Se me ocurren varias respuestas, cada una de ellas merecedora de su propio artículo analizando los muchos pros y contras, me limito a listarlas:



  • Perforar las cimentaciones desde una cota superior al nivel freático original.
  • Plantear la utilización de losa de cimentación analizando el efecto compensación así como las subpresiones.
  • Desde la plataforma inferior clavar pilotes prefabricados.


No pongo en esta lista dos tecnologías que funcionan razonablemente bien como son los pilotes de barrena continua con inyección de hormigón así como los micropilotes auto inyectados con lechada de alta densidad. No las pongo ya que las considero peligrosas salvo que el diseñador sea muy consciente de los riesgos asumidos y el industrial domine la técnica de forma sobresaliente, si no se dan ambas situaciones, mejor no confiar en la suerte.



En un futuro post hablaré algo más de este tema. De momento si queréis ampliar algo os dejo varias entradas de GEOJUANJO relacionadas.



Un saludo y gracias por vuestro tiempo
juanjo

4 comentarios:

  1. Muy didáctico, falta algún ejemplo para que quede grabado en la memoria a fuego.

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    1. Manuel gracias por tu visita, si quieres un ejemplo, en GEOJUANJO pubbliqué una historia-cuento que llamé crónica de un sifonamiento anunciado.

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  2. Hola, soy maquinista de muros pantalla, en una obra que ejecutamos en el grao de castellón, el tecnico hizo mal el estudio o el cliente queria ahorrar presupuesto no se profundizó lo suficiente como para salvar el nivel freático y como consecuencia de ello, la obra estuvo parada años tal cual piscina olimpica, no se que solución le darian los tecnicos, pero dificil.

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