COLUMNAS DE GRAVA MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENTACIONES

MEJORAMIENTO DE SUELOS POR COLUMNAS DE GRAVA

1. RESUMEN.-

Las columnas de grava constituyen uno de los métodos habituales de mejora del

terreno para la cimentación de terraplenes o estructuras en suelos blandos. Son

perforaciones verticales en el terreno, que se rellenan en sentido ascendente con

grava introducida mediante un vibrador, que va realizando su compactación.

Actúan como inclusiones con una mayor rigidez, resistencia y permeabilidad que

el terreno natural. Además de mejorar la capacidad portante y la estabilidad al

deslizamiento, reducen el valor del asiento, el tiempo que tarda en producirse y la

posibilidad de licuefacción

.Es un método actualmente usado para incrementar la capacidad de carga de

cimentaciones superficiales sobre estratos de arcilla blanda. Es la construcción de

columnas de roca, que consiste generalmente en introducir un vibroflot (fig.1)

mediante un chorro de agua en el estrato de arcilla blanda para hacer un agujero

circular que se extienda a través de la arcilla hasta suelo más firme. El agujero se

rellena entonces con una grava seleccionada. La grava en el agujero es

gradualmente compactada al retirar el vibrador. La grava usada para la columna

de roca tiene tamaños que varían de entre 0.25 y 1.5 pulg (6-40 mm). Las

columnas de roca tienen usualmente diámetros de 1.62.5 pies (0.5-0.75 m) y son

espaciadas a distancias de 5-10 pies (1.5-3 m) entre centros.

fig. 1 Proceso de mejoramiento de suelo por columna de grava

COLUMNAS DE GRAVA MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENTACIONES

Después de la construcción de las columnas de piedra, siempre debe colocarse un

material de relleno sobre la superficie del terreno y compactarse antes de la

construcción de la cimentación. Las columnas de piedra tienden a reducir el

asentamiento de cimentaciones bajo cargas permisibles.

Los sistemas de ejecución que se pueden emplear son:

Vía húmeda: Asistido por la inyección de agua, el vibrador     penetra por

su propio peso hasta la profundidad deseada. Esta     agua provoca un flujo

hacia el exterior, removiendo y arrastrando     las partículas de arcilla o limo,

y creando un espacio anular     alrededor del vibrador.

Vía seca: El vibrador penetra en el terreno por el efecto de los     impactos

del vibrador y del propio peso. El terreno es desplazado     lateralmente y se

va creando una perforación de paredes     estables, necesaria para la

extracción del vibrador, ayudado por     la inyección de aire comprimido por

la punta del vibrador, ya que     se rebaja la succión producida por el

movimiento del vibrador.

Tanto en el método de vía seca como en de vía húmeda se pueden ejecutar

las columnas de dos modos distintos:

Con alimentación exterior (top feed): en la boca del orificio que     crea el

vibrador se vuelca la grava que cae entre éste y el terreno     hasta el fondo de

la columna.

Con alimentación por fondo (bottomfeed): la grava se introduce     desde una

tolva en el exterior hasta el fondo de la perforación     por medio de un tubo

adosado al vibrador.

La elección del método a utilizar en cada caso dependerá de las características

del terreno a tratar (contenido de finos, mayor o menor proporción de arcilla,

materia orgánica).

Las columnas de grava pueden ser utilizadas tanto como mejora general del

terreno como elementos portantes para la cimentación de zapatas.