Compaction Grouting

La técnica de ejecución de compaction grouting o inyecciones de compactación, se trata de una técnica de mejora de suelo, que tiene como fin tanto aumentar la capacidad portante del terreno, como de conseguir un aumento de la densidad relativa del mismo. Esta técnica, se basa en la inyección en el terreno de un mortero de baja movilidad, provisto de una gran fricción interna, de forma que la inyección queda concentrada en el punto de aplicación, sin penetrar dentro de los poros del suelo.

El material inyectado provoca el desplazamiento lateral en el entorno del punto de aplicación, provocando de esta forma una densificación y estabilización del suelo que rodea a la zona tratada, además se reduce considerablemente el porcentaje de huecos en la misma, al provocar una reorganización de las partículas del terreno.

Al fraguar la inyección realizada confiere resistencia y dureza al terreno tratado. La tensión vertical de la capa de terreno tratada, tiene que garantizar que el mortero de baja movilidad desplace el terreno horizontalmente sin que se produzca levantamiento en la superficie.

La técnica de compaction grouting o inyecciones de compactación fue empleada por primera vez en los años 50 en Estados Unidos. La técnica, pese a que se basa en un concepto relativamente sencillo, abarca complejidades que dependen de la mecánica de suelos, propiedades reológicas del mortero, así como dificultades propias de los procesos de perforación e inyección, que requieren de un control por parte de especialistas capaces de manejar estos factores, y que determinan el éxito final de la ejecución de esta técnica.

Es a partir de los años 90 cuando Keller empieza a emplear la técnica de compaction grouting o inyecciones de compactación en Europa, tras la buena experiencia obtenida en Estados Unidos, desarrollando y mejorando la técnica, basándose en multitud de diseños empíricos. Hoy en día es una técnica que se ha extendido a varios tipos de proyectos, con la característica común de solventar problemas relacionados con estructuras en servicio y sensibles a posibles asientos.

Keller patentó el sistema Soilfrac®, como técnica de ejecución de inyecciones de compensación como una mejora en el campo de la geotecnia.

Aplicaciones del compaction grouting o inyecciones de compactación:

Mejora de suelos
Relleno de cavidades
Recalce de estructuras
Incremento de capacidad portante

Parámetros de diseño que debe cumplir la técnica de compaction grouting o inyecciones de compactación son:

  • Ventajas de la técnica de compation grouting
  • Amplia gama de suelos tratables
  • Tratamientos puntuales
  • Instalación y ejecución rápida, desde dentro y fuera de la estructura.
  • Posibilidad de trabajar en espacios reducidos (gálibo < 3,0 m)
  • Aplicación en emplazamientos de difícil acceso
  • Método no-destructivo y adaptable a sistema de cimentación existente
  • Método limpio – no hay resurgencia
  • No se necesita conexión estructural con la cimentación existente
  • Se pueden tratar profundidades no alcanzables con otras técnicas
  • Alternativa económica frente al saneo y sustitución del terreno o al pilotaje.

Suelos granulares sueltos, saturados o no saturados: suelos con un porcentaje < 25% de finos, de manera que no se produzcan incrementos de presión intersticial durante la aplicación del tratamiento.
Suelos finos blandos no saturados: terrenos formados por limos y arcillas con un SPT no superior a 10.
Suelos colapsables: en estos suelos se tendrá especial precaución en la fuga de agua, que puedan provocar la saturación del suelo

Parámetros de diseño que debe cumplir la técnica de compaction grouting o inyecciones de compactación son:

  • Índice de inclusión/volumen de inyección: entre 5 y 15 %
  • Inyección en retirada.
  • Secuencia de inyección de taladros: buscando el mayor confinamiento posible de terreno.
  • Separación de taladros: 1 a 3,5 m
  • Etapas o fase de inyección: 0,20 – 0,50 m
  • Presión de inyección: entre 5 y 30 bares.
  • Velocidad de inyección: entre 10 y 90 l/min
  • Mortero de baja movilidad: Cono Abrams entre 3 y 8 cm.

El mortero a inyectar debe presentar una dosificación tal que garantice su bombeabilidad con poco agua de amasado, presentando además una gran fricción interna, para mantenerlo como una masa homogénea en expansión. La resistencia característica a compresión simple a los 28 días suele ser superior a los 5 Mpa. Se utiliza cuando se produce un aumento o recuperación de la capacidad portante del suelo debajo de una cimentación existente, por ejemplo en casos de aumento de cargas de servicio de una estructura o de daños ocasionados por asientos. Está técnica representa una alternativa válida a cimentaciones profundas, además puede ser combinada con la ejecución de otras técnicas. Dependiendo de las propiedades en cada punto de terreno, la  inyección se puede realizar siguiendo diferentes criterios:

  • Por volumen: una vez alcanzado el volumen de mortero máximo establecido en proyecto para cada fase.
  • Por presión: en caso de alcanzar la presión máxima establecida en el proyecto, independientemente del volumen inyectado en la fase.
  • Por movimientos en superficie: en caso de detectarse movimientos en superficie o en las estructuras próximas superiores a los límites previamente establecidos.
  • Por reflujo por la boca del taladro: en caso de que el mortero salga por la boca del taladro. Este suele ser el criterio de corte que marca el final de los escalones próximos a la plataforma de trabajo

Control de la ejecución

  • Se debe realizar un control sistemático del mortero mediante el ensayo de Cono de Abrams.
  • Control de parámetros de ejecución.
  • Control de movimientos en la plataforma de trabajo o en la estructura/cimentación.

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