Mejora del terreno por inyección de fracturación hidráulica

Siendo una técnica de mejora del terreno que data de mediados de los años 70, el desconocimiento y mal uso de la misma no han permitido que esta mejora del terreno por inyección de fracturación hidráulica se desarrolle y cobre el protagonismo que merece.

A lo largo de este y de los siguientes post, se quiere presentar y desentrañar la calidad de un tratamiento del terreno muy útil y eficaz a la hora de mejorar un suelo o una roca a priori muy desfavorable e inestable.

Esta técnica aplica, a través de tubos de acero equipados con manguitos de inyección, una fracturación hidráulica sistemática y controlada del terreno, empleando lechadas estables de cemento para la mejora mecánica de rocas fisuradas y de suelos de toda índole (desde granulares gruesos a arcillosos de alta plasticidad), acompañada por movimientos no superiores a dos o tres milímetros en construcciones o servicios existentes en el entorno de la inyección.

El proceso de inyección se efectúa a través de tubos de acero dotados de perforaciones, a intervalos regulares de 0.33 a 0.50 m, cubiertos por manguitos de goma colocados a presión que actúan a modo de válvulas anti-retorno.

Previo al proceso de inyección, se sella el tubo al terreno por medio de una lechada (gaine) que, al fraguar y endurecer, proporciona la obturación longitudinal del tubo de manguitos.

Una vez conseguida la obturación longitudinal, como se muestra en la figura anterior, se procede a la inyección de cada manguito en varias fases, tantas como sea necesario para conseguir la mejora deseada, cuyo control se realiza a través de la medida de la presión de la lechada inyectada.

Para cada fase de inyección, la lechada fractura hidráulicamente el terreno mediante fracturas de tracción, perpendiculares en cada momento a la menor presión normal efectiva existente en el terreno (ver figura siguiente).

Estas fracturas, con empleo de mezcla estable y adecuando el caudal de inyección a la fracturación del terreno (descenso drástico del caudal de inyección tras manifestarse, por caída de presión, la fracturación), constituyen auténticas inclusiones de lechada en el suelo.

Al fraguar y endurecer, la lechada va introduciendo progresivamente un esqueleto de inclusiones que rigidizan e incrementan la resistencia del terreno.

Esta vertebracin del terreno se produce a través de tres procesos simultáneos:

• Consolidación de los dominios de terreno entre lenguas de lechada.
• Estructuración por inclusiones coalescentes de lechadas de cemento fraguada y endurecida.
• Bulonado o claveteo del terreno tratado, por medio de los tubos de acero de inyección, que quedan solidarizados al terreno.

De esta manera, el terreno inestable o de poca consistencia, adopta un esqueleto de inclusiones de lechada que cambian por completo los parámetros resistentes del mismo. En los siguientes post se cuantificará esta mejora y se darán las pautas de control necesarias para asegurar el éxito de esta técnica de mejora del terreno.

AUTOR: Antonio Santos Escobar, docente del Máster de Geotecnia y Cimentaciones de EADIC