Consolidación del terreno bajo la solera de una piscina comunitaria
Por: José Manuel Benítez Murillo, director comercial de Uretek
Uretek ha llevado a cabo los trabajos de rehabilitación de una piscina comunitaria en Aranjuez (Madrid). La intervención de recompresión y consolidación realizada tenía el objetivo de aumentar la capacidad portante del terreno de cimentación, consiguiendo una mejora de las características tanto mecánicas como hidráulicas del terreno tratado. La actuación se efectuó bajo una extensión de 338,51 m² de solera de hormigón armado mediante la tecnología Uretek Floor Lift, que consiste en la inyección en el terreno de resinas de poliuretano con alta presión de expansión que compacta el propio terreno y origina un aumento de su capacidad de carga.
Una comunidad de propietarios de la localidad de Aranjuez (Madrid) solicitó a la empresa Uretek, especialista en restauración de estructuras con inyecciones de resina, realizar una intervención de consolidación en la piscina de la comunidad. La piscina presentaba un cuadro patológico con grietas situadas en la parte del vaso y un hundimiento más centrado en una zona.
La intervención fue necesaria con el fin de aumentar la capacidad portante del terreno de cimentación. Era necesario conseguir una tensión admisible del terreno bajo cimentación suficiente para soportar las cargas transmitidas por dicha estructura y estabilizar los asientos que la misma presentaba. Para poder solucionar el problema, la comunidad de propietarios optó por el empleo de la tecnología Uretek Floor Lift, una tecnología rápida, mínimamente invasiva, económica y con todas las garantías. Desde Uretek se solucionó el problema en una única fase y con una duración de 4 días laborales.
Figura 1. Plano de la zona de intervención.
Investigaciones previas sobre el terreno
Para realizar la intervención en esta piscina comunitaria de Aranjuez se facilitó el estudio geotécnico de la parcela y un informe técnico con mediciones topográficas donde se evidenciaban hundimientos en algunas zonas de hasta 6 cm. Con los datos aportados por los ensayos penetrométricos interiores realizados desde Uretek se preveía la existencia de una solera de hormigón armado de 30 cm en el vaso de piscina (Figura 1).
Se pudo observar un cuadro de afecciones consistente en fisuraciones y grietas en parte del vaso, así como un hundimiento más centrado en una zona. Esto ha podido ser como consecuencia de posibles roturas de tuberías (lavado de finos), terreno de relleno, desecamiento, etc. Según se trasladó al equipo de Uretek, los problemas empezaron en 2010 aproximadamente y repararon el vaso en alguna ocasión, volviendo a romperse después.
Se recomendó la recogida y evacuación de las aguas pluviales y asegurar el correcto funcionamiento de las posibles instalaciones que puedan existir en la zona de intervención (red de saneamiento, recogida y evacuación de aguas pluviales…) para verificar su correcto estado. Una vez estudiado el caso por parte de Uretek, se planteó una intervención bajo el vaso de la piscina, tal y como se indica a continuación.
Descripción de la intervención
La intervención de recompresión y consolidación propuesta ha tenido como objetivo aumentar la capacidad portante del terreno de cimentación del vaso de piscina en cuestión hasta conseguir una tensión admisible del terreno bajo cimentación suficiente para soportar las cargas transmitidas por dicha estructura. Esta intervención supone una mejora de las características tanto mecánicas como hidráulicas del terreno tratado.
La tecnología aplicada, protegida por la patente europea número 0851064 propiedad de la empresa Uretek, permite la densificación en las profundidades del terreno a través de la inyección en el terreno mismo de resinas de poliuretano con alta presión de expansión que, expandiéndose, transmiten al terreno tratado una acción de compactación que origina un aumento de capacidad de carga.
Con el fin de cubrir la totalidad del volumen de terreno a tratar, las inyecciones se realizan mediante la colocación de conductos de inyección alternados en diferentes planos de profundidad, llamados en adelante ‘niveles’. La intervención de consolidación se ha efectuado bajo 338,51 m² de solera de hormigón armado.
Figura 2. Monitorización láser de la intervención.
Fase de perforación
La ejecución de los agujeros de inyección se realizó mediante taladros manuales. Este sistema de perforación, ampliamente testado en edificios de elevado valor, no transmite vibraciones de consideración a las estructuras.
Las perforaciones, de un diámetro de 12 mm, ejecutadas a través de la solera de hormigón armado del vaso de la piscina, fueron intercaladas a distancias regulares de aproximadamente 1 m. De esta manera es posible alcanzar el terreno a tratar y localizar con precisión el efecto de las inyecciones.
La colocación de los tubos de inyección se produjo después de la perforación mediante percusión. El esquema de inyección se realizó en un máximo de dos niveles para cada perforación. El número de niveles fue de tres.
A partir de las perforaciones hechas durante la investigación previa realizada por Uretek, así como las perforaciones hechas durante la intervención de consolidación, ha sido posible comprobar que el plano de apoyo de la cimentación de la zona a tratar se encontraba a una profundidad próxima a 0,30 m.
Fase de inyección
La fase de inyección se llevó a cabo mediante el uso de una pistola que, acoplándose a la boca del tubo de inyección, inyecta en el conducto enterrado la resina de alta presión de expansión, previamente mezclada en una cámara especial de premezcla dentro de la misma.
El empleo de instrumentos de nivelación láser permite monitorear constantemente la estructura (Figura 2). La interrupción de la inyección de resina fue determinada por la aparición de una de las condiciones siguientes:
- El levantamiento de la estructura.
- El límite de la presión de la bomba que inyecta la resina en el circuito primario, indicando el elevado grado de densificación obtenido en el conjunto resina/terreno.
Las operaciones de inyección se aplican, en primer lugar, inyectando el material en los niveles más superficiales y, posteriormente, en los niveles más profundos (Figura 3).
Figura 3. Representación gráfica de los niveles de inyección.
Seguimiento de la intervención
La intervención requirió de dos actuaciones de seguimiento: la nivelación; y las pruebas de penetración.
Nivelación
En el caso de la nivelación, durante la inyección de resina, con el fin de hacer una constatación del comportamiento de la estructura con respecto a los desplazamientos verticales, se emplean equipos láser con una precisión de ± 0,5 mm. Los receptores, colocados en soportes especiales firmemente conectados a las paredes verticales, se han utilizado con el transmisor láser montado en un trípode a una distancia segura del lugar de trabajo.
El principio de levantamiento vertical de la estructura es una indicación de la efectividad del tratamiento, ya que el mismo solo puede tener lugar después de que la expansión generada por el proceso de hinchamiento de la resina ha producido la densificación de todo el terreno que se encuentra alrededor de las inyecciones en direcciones distintas respecto a la vertical (principalmente en dirección horizontal), donde el estado de tensión es menor.
Una vez alcanzada la igualdad entre las tensiones verticales y horizontales existentes, la resina continua su acción expansiva ejerciendo una presión vertical que se transmite a la cimentación, y que es reflejada por los receptores láser como desplazamiento vertical de la estructura.
Pruebas de penetración
Se realizaron cuatro pruebas de penetración en la zona objeto de la intervención en esta piscina comunitaria de Aranjuez, a fin de determinar cuáles fueron las mejoras inducidas por las inyecciones de resina, en términos de incremento en la resistencia dinámica (kg/cm2) del terreno tratado (Figura 4).
Las pruebas se llevaron a cabo sobre la solera de hormigón armado. Para la ejecución de estas pruebas se han realizado ensayos de penetración dinámica DPM30, dos ensayos antes de la intervención y otros dos después de la misma (Figura 5).
Figura 4. Realización de un ensayo de penetración. Figura 5. Ensayos de penetración antes y después de la intervención.
Solución Uretek
Para la reparación de esta piscina comunitaria se seleccionó las solución de Uretek por los siguientes motivos.
- Rapidez: cuidadosa planificación y programación de los tiempos de ejecución que permitieron completar la obra en poco tiempo.
- Intervención mínimamente invasiva: la intervención propuesta por Uretek no requirió excavaciones ni trabajos de albañilería, por lo que no se ensucia el área ni se producen residuos.
- Monitorización con láser de alta precisión: tanto durante como después de la intervención, las actividades estuvieron sujetas a control en tiempo real mediante tecnología láser de última generación y personal altamente cualificado.
- Aplicación de la exclusiva tecnología Uretek Floor Lift que, gracias a la inyección de la resina expansiva Uretek Geoplus a alta presión de hinchamiento, compacta el terreno y estabiliza las estructuras.
- Respeto al medio ambiente: la mezcla de las resinas Uretek genera un producto final inerte que no contamina el suelo ni los acuíferos presentes.
- Precios competitivos.
Características de la resina Uretek Geoplus
La resina expansiva Uretek Geoplus ha sido testada en los laboratorios de la Universidad de Padua (Italia). A continuación, se mencionan sus características más significativas e interesantes para el trabajo en cuestión:
– Presión de hinchamiento. La presión máxima de hinchamiento de la resina obtenida en condiciones edométricas es de 10,2 MPa. En el Gráfico 1 se reproduce la evolución de las presiones de hinchamiento al variar el grado de confinamiento. El análisis de las pruebas, junto con las investigaciones in situ, permite identificar las tensiones totales aplicadas al terreno a lo largo del tratamiento de inyección.
– Tiempo de reacción. El tiempo en que se completa la reacción de polimerización de la resina es muy rápido (del orden de algunos segundos). Dicha característica permite al material quedarse confinado en el espacio más cercano al punto de inyección, sin fluir demasiado lejos (Gráfico 2).
– Módulo de elasticidad. El módulo de elasticidad de la resina expandida puede variar entre 10 MPa y 80 MPa, según el peso de volumen alcanzado en la reacción (Gráfico 3). Dicha característica le permite al terreno tratado conservar una rigidez global comparable con la del terreno natural, lo que evita redistribuciones anómalas de las tensiones.
– Compatibilidad medioambiental. La resina expansiva Uretek Geoplus posee una certificación de compatibilidad medioambiental de acuerdo con la normativa vigente en materia de contaminación.
Gráfico 1. Presión de hinchamiento.
Gráfico 2. Expansión de la resina.
Gráfico 3. Módulo de elasticidad.
Conclusiones
La intervención fue realizada con el fin de aumentar la capacidad portante del terreno de apoyo del vaso de la piscina en cuestión, hasta conseguir una tensión admisible del terreno bajo cimentación suficiente para soportar las cargas transmitidas por dicha estructura.
La intervención de consolidación se efectuó sobre una extensión de 338,51 m² de solera de hormigón armado. El plano de apoyo de la cimentación se encontraba a una profundidad de 0,30 m desde la superficie de trabajo.
No se inyectó la zona de sumidero, ya que no se sabía la ubicación de las tuberías, el levantamiento en la zona más afectada fue de 3 cm. En ambos casos se actuó siguiendo las indicaciones del cliente para prevenir posibles desperfectos.
Se recomendó al cliente que se asegurara la impermeabilización del vaso de piscina (vaso estanco), así como el correcto funcionamiento de las instalaciones anexas.
El resultado de la intervención fue todo un éxito, cumpliendo con las necesidades del cliente y devolviéndole al vaso de la piscina sus características mecánicas e hidráulicas.
Para más información:
Uretek Soluciones Innovadoras, S.L.U.
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