profesor: dr. ing. leonardo behak estabilización de suelos

Profesor: Dr. Ing. Leonardo Behak

Estabilización de Suelos mediante Jet Grouting Febrero 2021

Ing. Mariana Bernasconi

Estabilización de Suelos mediante Jet Grouting

1

Contenido Resumen ........................................................................................................................................ 2

Palabras clave ................................................................................................................................ 2

1. Introducción .......................................................................................................................... 2

2. Sistemas de inyección ........................................................................................................... 3

2.1. Mono fluido ................................................................................................................... 3

2.2. Doble fluido (agua) ........................................................................................................ 4

2.3. Doble fluido (aire) - Super Jet ........................................................................................ 4

2.4. Triple fluido ................................................................................................................... 5

2.5. Twin-Jet – caso particular de triple flujo ....................................................................... 5

3. Procedimiento ....................................................................................................................... 6

4. Propiedades del suelo tratado (columnas de Jet Grouting) .................................................. 7

5. Procedimientos de control .................................................................................................. 10

6. Aplicaciones ......................................................................................................................... 11

6.1. Tratamiento lineal - construcción del Túnel Hurtiere (Ródano-Alpes, Francia) ......... 11

6.2. Mejorar el terreno en un pozo excavado de la línea 9 del Metro de Seúl, Corea ...... 13

6.3. Estación Moncloa – Metro de Madrid ........................................................................ 15

7. Conclusiones........................................................................................................................ 16

8. Referencias bibliográficas ................................................................................................... 17


2

Resumen En el presente trabajo, se pretende realizar una descripción de la técnica del Jet Grouting,

la cual constituye un método de mejora del suelo en el cual se inyecta un fluido mediante el

empleo de una alta energía que rompe la estructura original del suelo para luego mezclarse con

el mismo y formar un suelo mejorado.

Palabras clave Jet Grouting, inyección, lechada, estabilización, mejora suelo.

1. Introducción El proceso de inyección a presión o Jet-Grouting, consiste en la desagregación del terreno

o roca poco compacta y su mezcla y sustitución parcial con un agente de cementación; la

desagregación se consigue mediante la inyección a alta presión de un fluido que puede ser el

propio agente de cementación (1).

La aplicación de esta técnica, nos permite introducir en el terreno nuevos materiales en la

forma de columnas enteras o truncadas, que consiguen mejorar las características geotécnicas

resistentes de la zona tratada, reducir su deformabilidad y su permeabilidad.

Esta técnica es aplicable a una gran variedad de obras como ser: mejoramiento de suelos

blandos, cimentaciones, recalces, soporte de excavaciones, obras auxiliares para la construcción

de túneles, estabilización de taludes, control de nivel freático, impermeabilización, etc. Otras de

las ventajas de la aplicación de esta técnica radican en su aplicabilidad a casi todos los tipos de

suelos.

Fig. 1 – Equipo de Jet Grouting


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2. Sistemas de inyección Dependiendo de los diferentes fluidos inyectados en el subsuelo, la tecnología de inyección

se puede clasificar como (1) un sistema de fluido único (solo lechada), (2) un sistema de fluido

doble (lechada + agua o lechada + aire) o (3) un sistema de fluido triple (agua + lechada + aire).

La selección del sistema más apropiado a utilizar es una función del suelo a tratar, la

aplicación, y las propiedades esperadas del suelo tratado. Sin embargo, cualquier sistema puede

ser utilizado en casi todas las aplicaciones si el diseño y la ejecución son congruentes con el

sistema elegido.

Los distintos tipos de Jet Grouting se resumen en la Tabla 1 adjunta.

Tabla. 1 (5)

2.1. Mono fluido Es el proceso de inyección a presión en el cual la desagregación y la cementación del terreno

se consigue mediante la inyección a alta presión de un solo fluido, normalmente una lechada de

cemento (1).

La inyección de lechada de cemento es bombeada por el varillaje y sale por la tobera

horizontal de la lanza hidráulica (monitor) a una alta velocidad (aprox. 200 m/s). Este sistema es

el más antiguo y simplificado, como variante se pueden emplear varias toberas.

Fig. 2 – Esquema inyección mono fluido (5)

Numeración 1 2 3 4

Tipo de tratamiento en función del

número de fluidos utilizadosSimple Doble Doble Triple

Fluido de erosión del suelo lechada de cemento agua a alta presiónlechada de cemento con la

ayuda de aire a presión

agua a alta presión envuelta

en aire comprimido

Fluido de de mezcla con el suelo lechada de cemento lechada de cemento lechada de cemento lechada de cemento

TIPOS DE JET GROUTING


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2.2. Doble fluido (agua) Es el proceso de inyección en el cual la desagregación del terreno se consigue mediante la

inyección de agua a alta presión, y la cementación se obtiene simultáneamente por la inyección

independiente de lechada de cemento (1).

Está compuesto por un varillaje interno de dos fases, el cual es empleado para separar la

provisión de agua y lechada de cemento a dos toberas separadas verticalmente entre sí. La

disgregación del terreno se realiza a través del agua a alta presión por la tobera superior

mientras que la inyección de relleno de lechada se realiza por la tobera inferior.

Fig. 3 – Esquema inyección doble fluido (5)

2.3. Doble fluido (aire) - Super Jet El proceso de inyección en el cual la desagregación y la cementación del terreno se consigue

mediante la inyección a alta presión de un fluido (normalmente una lechada de cemento)

asistida por una inyección de aire que lo recubre como un segundo fluido (1).

Este sistema utiliza la base de un sistema de doble fluido (aire + lechada), pero con una

lanza hidráulica (monitor) altamente sofisticada, especialmente diseñada para gobernar y

focalizar, de una manera precisa, la energía del material inyectado. La lechada es empleada para

erosionar y mezclarse con el suelo, mientras que el aire envuelve el jet de lechada para

incrementar la eficacia de la erosión. Valiéndose de una baja velocidad de rotación y ascenso,

se alcanzan grandes diámetros de columnas de suelo tratado de hasta 5m.

Fig. 4 – Esquema inyección Super Jet (5)


5

2.4. Triple fluido Es el proceso de inyección en el cual la desagregación del terreno se consigue mediante la

inyección de agua a alta presión asistida por una inyección de aire que la recubre, y la

cementación se obtiene simultáneamente por la inyección independiente de lechada de

cemento (1).

En este sistema, la lechada, el aire y el agua son bombeadas a través de diferentes líneas a

la lanza hidráulica (monitor) inferior. El agua a alta velocidad envuelta en un chorro de aire forma

el medio erosivo en la parte superior, mientras que la lechada sale a una velocidad menor por

una tobera separada, debajo del jet de erosión. Esto separa el proceso de erosión del proceso

de inyección.

Fig. 5 – Esquema inyección triple fluido (5)

2.5. Twin-Jet – caso particular de triple flujo En casos especiales el agua, se puede sustituir por otros líquidos o suspensiones. Para lograr

una rápida gelificación de suelo blando después del Jet Grouting, el proceso de endurecimiento

de una mezcla de lechada-suelo puede acelerarse agregando un aglutinante en la mezcla de

lechada-suelo. Cuando se selecciona el silicato de sodio como aglutinante, la mezcla de lechada-

suelo puede gelificarse en 5s a 10s, este método se denomina Twin-Jet (4).

En el método Twin-Jet, la lechada a alta presión envuelta por aire comprimido se expulsa

para erosionar el suelo y formar la mezcla de lechada-suelo. Entonces la solución de silicato de

sodio que envuelve la lechada a alta presión se inyecta en la mezcla para una gelificación rápida

y se puede formar una columna de Jet-Grouting después del endurecimiento.

A través de este método, se producen dos erosiones en el suelo. La primera erosión del

suelo in situ se realiza mediante la lechada altamente presurizada (aproximadamente 10MPa a

40 MPa) envuelta por aire comprimido (aproximadamente 0,7MPa a 1,0MPa), que se dispensa

desde la boquilla de material compuesto. Luego, la lechada altamente presurizada

(aproximadamente 10MPa a 40MPa) y la solución de silicato de sodio a baja presión

(aproximadamente 2MPa a 3MPa) son lanzadas coaxialmente al chorro de la primera boquilla

para erosionar el suelo por segunda vez y simultáneamente mezclarse con el suelo erosionado.


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3. Procedimiento El procedimiento de ejecución comienza con la realización de una perforación en el terreno

hasta la profundidad requerida, que permite que el útil de inyección acceda al lugar deseado del

tratamiento. A continuación, se inicia la inyección para poder formar el cuerpo de suelo tratado,

mediante el desplazamiento vertical de la cabeza de inyección y aplicando simultáneamente

rotación.

El chorro (jet) rompe el suelo que es desplazado parcialmente hacia el arriba por el espacio

anular que queda disponible entre el varillaje y la perforación. Esta holgura entre la lanza de

inyección y las paredes de la perforación es de vital importancia para el tratamiento pues si se

obstruye, el recinto perforado entrará en carga y podrá producirse una fracturación.

La lanza de inyección se extrae con una determinada velocidad de ascenso y de rotación

por lo que se forman columnas de Jet-Grouting. También se pueden obtener otras formas

(porciones de la columna o paneles), esto se logra restringiendo la rotación entre ciertos rangos

o mediante ascenso casi sin rotación.

Fig. 6 – Esquema del procedimiento de Jet Grouting (3)

Ejerciendo una acción constante con el chorro de inyección (jet), la respuesta del terreno

es variable según la resistencia que oponga al mismo, y por ello el tamaño y forma obtenida

tendrá oscilaciones en dimensiones, configuración, etc., en función del tipo de suelo tratado.

Hay dos formas de ascenso de la lanza de inyección, una en forma discontinua con etapas

de permanencia en cada escalón de ascenso y otra continúa formando, en conjunto con la

rotación, un espiral.


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Fig. 7 – Esquema de las formas constructivas (2)

El método de perforación se elige de acuerdo a las condiciones del terreno, las

características del sitio de la obra, y las especificaciones de diseño con relación a la longitud e

inclinación de la inyección, esta puede ser desde vertical hasta incluso mediante un taladro

horizontal o parcialmente horizontal (dentro de ±20º con respecto al plano horizontal) (1).

El equipamiento necesario para la ejecución del Jet Grouting consiste en: silos de cemento,

plantas automáticas diseñadas para generar mezclas de las partículas coloidales en proporciones

y producción adecuadas (hasta 30 m3/h), bombas hidráulicas, perforadora hidráulica, varillaje y

herramientas de perforación y de inyección, mangueras de alta presión, etc.

Los parámetros de la inyección generalmente adoptados por los diferentes sistemas están

dentro de los intervalos indicados en la Tabla 2.

Tabla. 2 (1) y (2)

4. Propiedades del suelo tratado (columnas de Jet Grouting) Las propiedades de las columnas de Jet Grouting son una función de diversos factores,

incluyendo: el sistema empleado, los parámetros de la inyección, la localización del nivel

freático, el tiempo de curado, y principalmente las características del suelo a tratar

(granulometría, peso específico).

Fluido sencillo Fluido doble (aire) Fluido doble (agua) Fluido triple

Presión de la lechada (MPa) 30 - 50 30 - 50 >2 >2

Caudal de la lechada (l/min) 50 - 450 50 - 450 50 - 200 50 - 200

Presión del agua (Mpa) - - 30 - 60 30 - 60

Caudal del agua (l/min) - - 50 - 150 50 - 150

Presión del aire (Mpa) - 0,2 - 1,7 - 0,2 - 1,7

Caudal de aire (m3/min) - 3 - 12 - 3 - 12

Velocidad de ascenso cm/min 20 - 70 10 - 50 10 - 50 10 - 50

Velocidad de rotación rpm 10 - 30 5 - 20 5 - 20 5- 20

Parámetros de trabajo


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Dependiendo de la aplicación, las propiedades más importantes que se deben especificar a

la hora de un proyecto de Jet Grouting son: geometría, localización, resistencia, módulo de

deformación y el coeficiente de conductividad hidráulica.

Estas propiedades se pueden obtener mediante métodos empíricos, con tablas obtenidas

en tratamientos realizados en terrenos similares o mediante columnas de prueba realizadas “in

situ”.

Las lechadas de cemento utilizadas en las inyecciones de relleno y mezcla con el suelo

habitualmente están dosificadas con una relación agua/cemento (a/c), comprendida entre 0,5 y

1,5. En algunas ocasiones se pueden emplear aditivos para reducir el contenido de agua, o para

variar la viscosidad, estabilizar o aumentar la impermeabilidad de la mezcla adoptada. A su vez,

se pueden utilizar otros materiales cementantes como son la bentonita, el fíller, cenizas

volantes, etc.

La resistencia a compresión simple (RCI) del Jet Grouting puede variar de 2MPa a 15 MPa,

y está determinada por el contenido de material cementante, la porción y tipo de suelo

remanente en el suelo tratado.

De acuerdo con la bibliografía analizada (2), la resistencia a la tracción se puede aproximar

como un 10% de la RCI y la resistencia al corte como un 8% de la RCI. En la tabla 3 se dan

referencias de rangos de valores del suelo tratado.

Tabla. 3 (2)

Por otro lado, se puede observar en la Fig. 8 la variación porcentual de la resistencia a

compresión de las columnas de Jet Grouting en el tiempo de acuerdo con el tipo de suelo

(cohesivo o friccional).

Fig. 8 (2)

Arcilla Arenas limosas Arenas y gravas

RCI (MPa) 2 - 5 3 - 7 4 - 15

E=a*RCI (Mpa) a=300 a=700 a=1000

Tipo de suelo tratado


9

Dado que las técnicas de Jet Grouting tienen que expulsar el fluido de inyección en una

dirección perpendicular al eje de la perforación, y como para ello se utilizan grandes caudales,

se producen flujos turbulentos que reducen la energía disponible para el corte y dificultan la

erosión. Como se señala en la Fig. 9, de acuerdo con el tipo y granulometría del suelo, la

dificultad de producirse la erosión del mismo será mayor o menor.

Los suelos de tipo granular son fáciles de desagregar (erosionar) a raíz de la falta de un

elemento aglutinante máxime cuando están sometidos a un flujo turbulento como el inducido

por el chorro (jet). Por otro lado, tenemos que suelos del tipo arcilloso plásticos son muy difíciles

de disgregar en función de su cohesión. Por último, debemos tener en cuenta que la velocidad

de ascenso de lo que se denomina rechazo (material expulsado a la superficie) no son

generalmente suficientes para extraer partículas de mayor tamaño que las de la arena fina, y

dado que las arcillas plásticas se disgregan en pedazos en lugar de partículas, esto limita

significativamente el radio de acción del jet.

Fig. 9 (3)

Los valores bajos de diámetro señalados en la Tabla 4 corresponden normalmente a los

suelos muy cohesivos o muy densos, y los diámetros altos a suelos granulares sueltos. Los

valores de la tabla son para una dosificación de lechada con relación a/c de 0,67 a 1.

Tabla 4 (2)

Tipo de Jet Grouting Diámetro (m) Consumo de cemento (kg/m)

Fluido sencillo 0,45 - 0,80 250 - 400

Fluido doble (agua) 0,60 - 2,00 500 - 1400

Fluido triple 1,00 - 2,50 800 - 1500

Fluido doble (aire) - Super Jet 2,00 - 5,00 1000 - 8000


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5. Procedimientos de control Se deben de realizar dos tipos de controles: de ejecución y del resultado obtenido. En la

Norma EN 12716 (1), en el Artículo 9, se detallan los procedimientos de supervisión, control y

ensayo que se deben seguir, tanto preliminares, de supervisión del proceso como de los

elementos construidos.

Los procedimientos de control del tratamiento de Jet Grouting tienen por objeto

comprobar que los elementos ejecutados, individual y en su conjunto, tengan las propiedades

solicitadas en el diseño, tanto durante la fase de ejecución como en fase definitiva.

Estos objetivos se logran controlando por una parte la ejecución del proceso, registrando

en los partes de trabajo de ejecución, y por otra efectuando ensayos una vez culminado el

trabajo mediante sondeos y toma de muestras, ensayos geofísicos y ensayos de permeabilidad.

Fig. 10 – Columna de Jet Grouting en arcilla densa (2)

Para garantizar la homogeneidad en el tratamiento, según los parámetros propuestos, se

hace muy recomendable la utilización de aparatos electrónicos que, mediante la colocación de

sensores en los distintos circuitos de fluidos, máquinas y varillaje, nos proporcione información

en espacio y tiempo de los parámetros fundamentales que definen los distintos tipos de Jet

como son:

1) Velocidad de ascensión

2) Velocidad de rotación

3) Caudal de lechada

4) Presión de inyección (agua, lechada, aire)

Cuando no se dispone de experiencia comparable, la norma EN 12716 (1) indica que es

conveniente que se realice un ensayo de campo preliminar a pie de obra que se adecue a las

condiciones encontradas. Esta prueba deberá abarcar todas las condiciones pertinentes

probables que se puedan encontrar en el lugar de la instalación, con el fin de:


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1) permitir una selección del sistema más efectivo y de los parámetros de la

inyección

2) verificar que los resultados están conformes a los requisitos del proyecto, que

se está empleando el sistema y los parámetros de inyección seleccionados.

Con relación a la mezcla de inyección se deberá determinar la densidad, la decantación, la

viscosidad y el tiempo de fraguado, debiéndose, asimismo, tomar muestras con periodicidad

para la realización de ensayos de compresión simple.

En el caso de que se efectúe extracción de testigos de elementos ejecutados, ésta se deberá

hacer una vez que haya transcurrido el tiempo de endurecimiento suficiente. Además, se deberá

prestar especial cuidado que las muestras sean representativas del trabajo realizado.

Cuando se extraigan testigos para la determinación de la geometría del elemento

inyectado, la norma EN 12716 (1) indica que se deberá realizar mediante testigos inclinados con

relación al eje del elemento, debiendo determinarse la inclinación del eje de extracción y la

posición e inclinación del eje del elemento.

Fig. 11 – Extracción de testigos (4)

6. Aplicaciones Se detallan a continuación algunas obras realizadas con los distintos sistemas de inyección

de Jet Grouting utilizados en el mundo:

6.1. Tratamiento lineal - construcción del Túnel Hurtiere (Ródano-Alpes,

Francia) Consiste en la aplicación de un sistema de Jet Grouting mono fluido para la construcción

del Túnel Hurtiere, ubicado en la autopista A43 (Rhône-Alpes, Francia). En el tramo Aiton-Sainte-

Marie-de-Cuisne, la autopista A43 tuvo que cruzar dos túneles adyacentes situado al pie de un

valle cavernoso (6).

Por un lado, para la sección Oeste del túnel, estudios geológicos y numerosos sondeos

permitieron identificar la compleja configuración en planta y la profundidad irregular de un

surco subglacial relleno de depósitos sedimentarios transportados por las inundaciones del

Jábega. Por lo tanto, fue posible ajustar la alineación del túnel de tal manera que se mantuviera

a una distancia suficiente del surco, como se muestra en el perfil A de la Fig. 12.


12

En el otro lado, los estudios geológicos no habían detectado la presencia del surco

subglacial a la derecha de la segunda sección del túnel (perfil B). En otras palabras, los sondeos

no pudieron establecer que el tubo del Este encontraría el surco subglacial alrededor 50 m más

lejos de la ubicación anterior. Como resultado, durante la excavación del tubo Este del túnel de

Hurtières, se produjeron dos repentinos colapsos de materiales sueltos (arena, grava y limo)

dentro del túnel. Por lo tanto, se requería un enfoque para garantizar una remediación rápida y

eficaz de la integridad del túnel que estaba siendo construido.

Fig. 12 –Secciones transversales a la derecha del tubo Oeste (perfil A) y los tubos Este (perfil B) (6)

La solución que se adoptó fue la de cruzar el centro del surco utilizando un sistema de Jet

Grouting mono fluido, específicamente, mediante la creación de un arco paraguas de columnas

de Jet Grouting sub horizontal junto con el avance de la excavación como se muestra en la Fig.

13.

Fig. 13 – Sección típica de tratamiento por Jet Grouting mono fluido en el Este (6)


13

Las obras de construcción requirieron un tratamiento intensivo de columnas de Jet

Grouting para cruzar el surco de entre 70m y 80 m de profundidad ubicado íntegramente en la

roca como se muestra en la Fig. 12.

También hubo la necesidad de realizar columnas verticales de Jet Grouting para consolidar

el aluvión de suelos (que consisten en arena, grava y limo) debajo del túnel.

Durante la excavación, fue posible verificar que los diámetros de las columnas

correspondieron al valor teórico de 0,60m y que contactaron zonas de roca y aluvión

adecuadamente.

De acuerdo con los resultados de los ensayos de resistencia a la compresión inconfinada,

se obtuvieron valores del orden de 10MPa a 77 MPa, con un valor promedio de 30 MPa. Tales

resistencias en estratos esencialmente compuestos por arena-grava tienden a estar cerca de la

resistencia del hormigón, lo cual demuestra una gran heterogeneidad de la mezcla.

6.2. Mejorar el terreno en un pozo excavado de la línea 9 del Metro de

Seúl, Corea Se utilizó el método Twin-Jet Grouting vertical para mejorar el terreno en un pozo excavado

de la línea 9 del Metro de Seúl, Corea. La longitud del pozo es de 300m y el ancho es de

aproximadamente 25,0m (4).

Las columnas de Jet Grouting se utilizaron como muro de contención combinado con

perfiles de acero en forma de y se dispusieron con una distancia de separación de 0,8m como

se indica en la Fig. 14.

Fig. 14 – Disposición de columnas de Jet Grouting en pozo excavado. (4)

La Fig. 15 muestra una sección transversal a través de la zona de Jet Grouting. Como se

observó, la zona mejorada se ubicó a una profundidad entre 0m y 24,0m por debajo de la

superficie del suelo.


14

Fig. 15 – Perfil y propiedades del suelo (n, h y NSPT) y sección transversal de la zona del Jet Grouting. (4)

En la Tabla 5 se detallan los parámetros de construcción del Twin-Jet Grouting utilizados en

este caso.

Tabla 5 (4)

Durante la construcción, se encontró que el proceso de endurecimiento de la mezcla de

suelo-lechada se aceleró significativamente y podría alcanzar un estado de gel en 5s a 10s.

Después de la construcción, se extrajeron muestras de núcleos de la zona profunda

mejorada. Para todas muestras obtenidas, la recuperación total de núcleos varió de 80% a 100%

y la designación de calidad de la roca (RQD) varió del 81% al 95%, indicando la buena calidad de

las columnas in situ.

La verificación de muestras extraídas del borde externo de las columnas de Jet Grouting

mostró que los diámetros de estas columnas podrían alcanzar 1,1m, lo que era mayor que el

diámetro objetivo.

Los resultados de los ensayos de compresión inconfinada (RCI) en las muestras centrales

mostraron que el RCI a los 28 días estaba en el rango de 5.0MPa a 6,0 MPa.

En consecuencia, estos resultados indicaron que tanto el diámetro como la resistencia de

las columnas de Jet Grouting podrían cumplir completamente los requisitos de diseño.

Parámetros de trabajoDiámetro de la boquilla 2,5 mm

Tasa de perforación de varilla 50,0 cm/min

Tasa de elevación de varilla 60,0 cm/min

Tasa de rotación de varilla 12,0 rpm

Presión de lechada 15-25 MPa

Tasa de flujo de lechada 80-120 l/min

Presión de la solución de silicato de sodio 44257,0 MPa

Tasa de flujo de la solución de silicato de sodio 20,0 l/min

Presión de aire 0,7 MPa

Tasa de flujo de aire 6-7 m3/min

Relación agua-cemento en peso 1:1 -

Concentración de silicato de sodio 17,0oBe

Rango


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6.3. Estación Moncloa – Metro de Madrid A continuación, se muestra el diseño de la ejecución de un tratamiento de refuerzo bajo la

solera del túnel de la línea 3 existente en la Estación de Moncloa, Madrid.

Este refuerzo se necesitaba debido a la presencia de un suelo de relleno granular con

presencia de finos de compacidad media, que no era adecuado para que se excavara un túnel

por debajo de la estructura estando la línea operativa.

Se disponían de 15 días de trabajo con parada de tráfico y el proyecto original contemplaba

la ejecución de aproximadamente 500 columnas de Jet Grouting tradicional tipo mono fluido.

Dado que no era factible cumplir con el plazo, se diseñó una alternativa con 65 columnas

de Súper Jet Grouting (doble fluido con aire) de 2,80m de diámetro. Con este cambio se pudo

cumplir con el objetivo fijado.

Para poder hacer un correcto manejo del material de resurgencia se planteó la ejecución

de las columnas con angulación desde la solera de tránsito. Se empleó una mezcla de inyección

de cemento con una relación a/c=1, trabajando a una presión de 31MPa y un caudal de

400l/min. La resistencia a la compresión inconfinada (RCI) del producto terminado fue mayor a

4 MPa.

Fig. 16 – Solera de protección. (2)


16

7. Conclusiones En primer lugar, se podría concluir que la aplicación de la técnica de Jet Grouting, es una

técnica de consolidación del suelo que se ha adoptado ampliamente en todo el mundo, para una

amplia variedad de aplicaciones que incluyen refuerzo de cimentaciones, construcción de

barreras impermeables, mejoramiento de suelos blandos, obras auxiliares para la construcción

de túneles, estabilización de taludes, así como la solidificación de suelos contaminados.

Esta técnica nos permite introducir en el terreno nuevos materiales en la forma de

columnas, que consiguen mejorar sustancialmente las características geotécnicas resistentes de

la zona tratada, reducir su deformabilidad y su permeabilidad.

Si bien, cualquier sistema de Jet Grouting que se describió en el presente trabajo puede ser

utilizado en casi todas las aplicaciones y tipos de suelo, la eficacia del sistema empleado va a

depender de la correcta elección del diseño del refuerzo.

Dado que las técnicas de Jet Grouting consisten en que la expulsión del fluido de inyección

se produzca en una dirección perpendicular al eje de la perforación, y como para ello se utilizan

grandes caudales, se producen flujos turbulentos que reducen la energía disponible para el corte

y dificultan la erosión. Por lo que los suelos tipo friccionales son más fáciles de erosionar y por

lo tanto generan columnas de mayor diámetro que los suelos finos de tipo cohesivos o cohesivo-

friccionales.

En cuanto a las evoluciones de la técnica, podemos destacar la técnica de Súper Jet, que si

bien utiliza la base de un sistema de doble fluido (aire + lechada), permite la generación de

columnas de gran diámetro debido a la optimización de la energía de inyección de la lechada

envuelta por el aire a presión mejorando la eficacia de la erosión.

Otro gran avance de la técnica es el método de Twin Jet, que se puede describir como un

caso de triple flujo donde el agua se sustituye por una solución de aglutinante que disminuyen

los tiempos de gelificación. En el caso de la solución de silicato de sodio, estos tiempos pasan a

ser del orden de los 5s a 10s. A su vez, a través de esta técnica, se produce una doble erosión

del suelo, la primera a través de lechada altamente presurizada envuelta por aire comprimido y

luego una segunda por la lechada altamente presurizada y la solución de silicato de sodio a baja

presión que son lanzadas coaxialmente al primer chorro.

Vemos que, con la aplicación de estas técnicas, las resistencias que se alcanzan del nuevo

material (suelo + lechada de cemento) son muchísimo mayor que las del suelo solo, pasando por

ejemplo de 0,5MPa a 5,0MPa. También se logran coeficientes de conductividad hidráulica del

orden de 10-8m/s generando barreras prácticamente impermeables, para lograr esto, se debe

realizar el tratamiento mediante la ejecución de columnas secantes, solapadas entre sí, y en un

espesor determinado del terreno.

Por último, respecto a los controles, nos podemos basar en la Norma Española EN 12716 (1)

en su Artículo 9, donde se detallan los procedimientos de supervisión, control y ensayo que se

deben seguir, tanto preliminares, de supervisión del proceso como de los elementos

construidos, como ser ensayos de compresión sobre testigos extraídos, ensayos de

conductividad hidráulica, así como también ensayos sobre la mezcla de lechada de cemento.


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8. Referencias bibliográficas

1. AENOR, 2001. EN 12716 Ejecución de Trabajos Geotécnicos Especiales. Inyecciones de

Alta Presión. Jet Grouting. Comité Europeo de Normalización. Bruselas.

2. Fernandez Vincent, Juan Manuel - Jet Grouting.

3. Zuloaga Fábrega, Ignacio, 2003. Súper Jet Grouting – Nueva tecnología para la mejora in

situ del terreno.

4. Shen et al. (2013) - Jet grouting with a newly developed technology_ The Twin-Jet

method.

5. AETESS, 2019. Tipos de Jet Grouting

6. Pierre Guy Atangana Njock & Jun Chen & Giuseppe Modoni & Arul Arulrajah & Yong-

Hyun Kim (2018) - A review of jet grouting practice and development

profesor: dr. ing. leonardo behak estabilización de suelos

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