Inyecciones de fracturación hidráulica

Tubos manguitoLas inyecciones de fracturación hidráulica, ejecutadas a través de tubos-manguito, de forma repetitiva y selectiva (IRS), a base de lechadas de cemento estable es, dentro de nuestras especialidades, una técnica encauzada a la mejora de los terrenos, en las que se modifica sustancialmente las condiciones de resistencia mecánica, deformabilidad o transmisibilidad hidráulica de los mismos, lo cual permite, entre otras características, la realización del cortes verticales del terreno, con o sin edificios medianeros, estabilización de deslizamientos de laderas,  impermeabilizaciones, y recalces de edificios y estructuras, con movimientos de orden milimétrico en los alrededores.

FUNDAMENTOS

A.   Fracturación hidráulica del terreno

Esta fracturación se lleva a cabo en forma controlada, de modo que las deformaciones se escalonen. Este proceso permite el tratamiento con mezclas estables a base de cemento para suelos cuya textura impediría la impregnación incluso por mezclas químicas de baja viscosidad. La referida rotura hidráulica se produce con volúmenes de lechada aplicados a través de puntos de inyección -protegidos por manguitos de goma- dispuestos en tubos de acero, con separación no superior a 0,50 metros entre puntos de inyección consecutivos de un mismo tubo.  Estos puntos de inyección permiten la repetición del tratamiento cuantas veces se desee después de haber fraguado las mezclas anteriormente aplicadas, así como también la dosificación -en cada fase de inyección-  del volumen y caudal empleados, lo que favorece un control muy preciso de las deformaciones inducidas en el subsuelo.

B.   Consolidación del terreno por presión y estructuración

La regulación del caudal de inyección forzado por rotura del terreno permite la aplicación de presiones «estáticas» crecientes, hasta la presión última de cierre de cada manguito que se prefija según proyecto. Estas presiones producen la consolidación de los pequeños dominios de terreno (de dimensión centimétrica) comprendidos entre las lenguas de lechada. En los suelos arcillosos se puede apreciar este efecto de consolidación, dado que en perforaciones de alivio de presiones intersticiales -intermedias a las de inyección- se registra durante el tratamiento una afluencia marcada de agua, la que cesa cuando se produce el fraguado de la mezcla inyectada. El resultado de este proceso consiste en la inclusión en el terreno de un esqueleto de lenguas de cemento endurecidas (resistencia de más de 40 kg/cm2 a los 28 días en probetas de densidad  igual a la inicial de la lechada, lógicamente muy superior en las inclusiones densificadas del terreno), entre las cuales se aprisiona un suelo consolidado.

C.   Armado del terreno tratado por los tubos de inyección

Los tubos de acero del tratamiento quedan -al final del mismo- íntimamente asociados al volumen del terreno tratado.  La disposición de los tubos puede prefijarse en abanico, de modo que la máxima distancia entre tubos dentro del volumen del suelo a tratar sea siempre inferior a dos veces el radio de acción de la inyección.  Este último se ha contrastado repetidamente en suelos de naturaleza muy diversa (gravas, arenas, arcillas) mediante el examen directo “in situ” (excavaciones de suelo tratado); verificándose que: la distancia del eje del taladro de tratamiento al borde de la zona (en la que la distribución de lenguas de lechada es masiva) resulta siempre superior a las previsiones, pero en forma mucho más dependiente de la resistencia del terreno y de las presiones de inyección que de la textura misma -más o menos fina- del suelo; circunstancia previsible por tratarse -como ya se ha señalado- de un tratamiento de rotura y consolidación, no de impregnación del suelo.

La distribución de los taladros persigue –complementariamente- el que los bulones (que en definitiva constituyen los tubos de inyección y cuya capacidad mecánica se puede reforzar en los casos precisos por introducción final de un redondo de acero en el interior del tubo) Marga inyectada escalimertrosirvan de elementos de cosido para aquellas superficies potenciales de deslizamiento del terreno -por acción de las cargas que lo solicitan- asegurando así el comportamiento mecánico necesario del suelo tratado.

Las presiones de tratamiento se ajustan -en general- a patrones sancionados por la práctica y recogidos en la literatura técnica. En Europa se acepta habitualmente incrementar la presión de tratamiento linealmente, en función de la profundidad. En nuestra experiencia, este aumento lineal puede conducir a heterogeneidades de la zona tratada, especialmente en la parte superior donde se concentran las cargas de cimentación. Por este motivo, se uniformizan más las presiones -incrementándolas en la zona superficial y reduciéndolas algo en la zona profunda-, de modo que se «precarga» el terreno en forma mucho más uniforme.