Jet Grouting Presentation Mayo 2010 Golder

JET GROUTING 20 aos de experiencia, Metro de Caracas.Mayo, 2010 Jorge Arriagada Romero

Que es el Jet Grouting? CCP Chemical Churning Pile Tcnica de estabilizacin del suelo Tcnica de consolidacin e Impermeabilizacin del terreno Inyecciones por chorro de lechada (Grouting) Inyecciones de corte por tobera Inyeciones con alta presin Soilcrete, Keller nombra su producto, ya que esta resaltando el material final y no el proceso de conversion y su estructura resultante Columnas de suelo-cemento, que aisladas o contiguas unas a otras resuelven problemas de recalce, de contencin del terreno y/o de impermeabilizacin. Para aumentar la impermeabilidad se le puden agregar aditivos.

En que consiste el Jet Grouting? Consiste en proyectar en el medio a tratar, a traves de un inyector ubicado en el extremo ascendente de un tubo y con una presin elevadisima, una mezcla estabilizante de manera que el terreno y la mezcla resulten intimamente agitados y mezclados con lo cual, una vez completada la cementacin, se logra una estructura columnar de muy elevadas caracteristicas mecnicas

Historia del Jet Grouting Pakistan Cementation, Co. 1950 Japn 1970 Konoike Construccion Co. Japn 1965 Hnos Yamakado 1965 Wataru Nakanishi y Yahiro Chemical Churning Pile(CCP) 1974 Moscow, G. Miki Prof. Universidad de Tokio 1973 VIII International Conference on Soil Mechanics and Foundation Simposio de Jet-Cutting, Inglaterra, 1974 Cambridge, T. Yahiro y H. Yoshida Trevi, Soletanche, Keller, Rodio y Pacchiosi. 1980 Se extiende a Europa Jean Franco Perry 1979 Metro de Caracas, Linea 1 2002 Metro de Valencia, Vzla.

Esquema operativo del Jet Grouting (CCP)

Fase de perforacin por rotacin Fin de perforacin Inicio de Inyeccin (CCP) Ascencin y rotacin a velocidad establecida. Repiticin del proceso.


Muestra del chorro (jet). Repiticin del proceso.


Fase inicial de perforacin. Esta se ejecuta con trialeta o tricono las cuales llevan unas tobera


Se llega a la profundidad deseada. Esta se ejecuta con agua a 40 kilos de presin. Al llegar al terreno deseado se le introduce una bola de acero por la tubera.

Esquema operativo del Jet Grouting (CCP) Se da inicio a la inyeccin del grouting (lechada). Esta sale inyectada por las toberas a una presin de 250-350 Kg/cm2. El dimetro de las toberas del inyector es de 2-4 mm. La velocidad de rotacin es de 20 revoluciones por minuto.

Esquema operativo del Jet Grouting (CCP) Se continua con la inyeccin del grouting (lechada). Se inicia la elevacin de la herramienta a una velocidad de elevacin de 15 cm por minuto. La cantidad de mezcla inyectada es de 30 litros por minuto aproximadamente. La dosificacin de lechada es de (0.5-1.0) a 1.

Esquema operativo del Jet Grouting (CCP) Se continua con la inyeccin del grouting (lechada). Se da por terminda la Columna de JET GROUTING. Se repite el proceso para un muropantalla en forma continua (secante. Pilotes). Ej. Cada un metro de separacin se van ejecutando las columnas, luego de cierto tiempo(fraguado, para que no se comuniquen) se vuelve atraz y se ejecutan en forma intermedia.

Esquema operativo del Jet Grouting (CCP) Se continua con la inyeccin del grouting (lechada). Se da por terminda la Columna de JET GROUTING. Se repite el proceso para un muropantalla en forma continua (secante. Pilotes).

www.fundesp.com.br/2009/jetgrouting_met Etapa I Inicio de la perforacin, solo con agua para lubricar la herramienta Llegando a la profundidad de proyecto se para el uso del agua.

Etaoa II Inicio de la inyeccin a alta presin de la lechada Se levanta la herramienta a una velocidad de ascencin de 20 a 70 cm por minuto y con una velocidad de rotacin de 10 a 30 revoluciones por minuto Con caudales entre los 60 y 180 litros por minutos.

Aplicaciones del Jet Grouting Consolidaciones de terrenos para excavacin de tneles, posos, ejecucin de taludes, etc. Recimentacin de edificios y estructuras en general. Muros de contencin. Pantallas impermeables. Tapones de fondo en recintos estancos.

Valores de Resistencia a la Compresin

Experiencia del jet grouting en el Metro de Caracas Consolidacin del terreno, cola de maniobras. Zona de inaceptables asentamientos. Se procedio a un tratamiento de consolidacin.

Estabilizacin del techo de excavacin. Estabilizacin del techo de excavacin de los tneles del Metro de Caracas. A lo largo de la lnea se ha intervenido , para evitar asentamientos excesivos por excavaciones. Estos asentamientos afectan a las estructuras de los servicios. Luego de pruebas realizadas, se ha estandarizado un esquema estructural. Se ejecutan columnas entre bolillos cada 50 cms.

Protecciones para los tneles gemelos.

Protecciones para los tneles gemelos.

Metro de Caracas. Puente Chacao Aplicacin particular de este tipo de tratamiento. Proteger eventuales asentamientos excesivos de la importante estructura del Puente Miranda sobre la Av. Libertador, en correspondencia de la excavacin de los tneles gemelos de la Lnea 1 del Metro de caracas.

Metro de Caracas. Puente Chacao Sostenimiento de las paredes verticales de excavacin para la construccin de las estructuras de los pozos de drenaje. Casos especficos donde la profundidad de excavacin no supera los 4.0 m de profundidad tal que los muros de Jet Grouting han sido ejecutados para trabajar en cantiliver.

Metro de Caracas. Asentamiento en la va. Asentamiento de la va del tren por crecidas del ro guaire. Inyecciones de Columnas CCP a traves de la ladera del ro. Levantamiento de la va a su posicin original Ladera impermabilizada.

Parmetros de Trabajos

Modelos y parmetros de diseo Existe un amplio debate sobre los parmetros de diseo de un proyecto de ejecucin con Jet Grouting. Recomendaciones del estado del arte. Fenmeno fsico Variable que influyen en el resultado final Suelos aplicados para practicar Jet Grouting Inyeccin de fludos Parmetros de trabajo 30-50 Mpa (Presin de lechada) 50-450 l/min (caudal de lechada)

Interaccin suelo-lechada El jet Grouting es muy efectivo en suelos granulares No se puede establecer una correlacin directa entre los resultados del SPT

Modelos y parmetros de diseo Resistencia y permeabilidad Arcillas entre 25-45 kg/cm2 Limos entre 40-60 kg/cm2 Arenas 60 hasta ms de 100 kg/cm2

Parmetros y permeabilidad Resistencia Suelos granulares

Diametro (m) hasta 3 qu(N=mm2) 1 a 10 Permeabilidad (m/s) 10-6 a 10-8

Suelos cohesivos hasta 2.5 0.5 a 5 10-7 a 10-9

COLUMNAS DE JET GROUTING COMO ELEMENTO ESTABILIZADOR


RECALCE

Recalce por medio de muros de gravedad de baja deformacin, a veces tambin funciona simultneamente como una barrera hidrulixa.


Aplicaciones ms comunes

Recalce y proteccin de edificios (incluso anclajes)

COLUMNAS DE JET GROUTING COMO ELEMENTO ESTABILIZADORRESTAURACION DE CIMENTACIONES

Edificios historicos pueden peligrar en el evento de sufrir asientos. Las columnas de Jet Grouting provee una cimentacin segura con una mxima proteccin estructural.


REFUERZO DE CIMENTACIONES

Cambios en el destino o modificaciones de edificios, habitualmente requieren un aumento o alteracin de la cimentacin. Las columnas de Jet Grouting son una solucin econmica y flexible para esta tarea.


CIMENTACIONES PROFUNDAS

Las columnas de Jet Grouting son usadas para nuevas cimentaciones que requieren un especial cuidado por la cercana de estructuras historicas con cimentaciones muy sensibles.

COLUMNAS DE JET GROUTING COMO ELEMENTO ESTABILIZADORPROTECCIN DE TNELES

La proteccin de tneles es principalmente ejecutada en suelos sueltos debajo o cercanos a estructuras a proteger . A veces el objetivo es reducir el ingreso de agua a en la excavacin del tnel.


Revestimiento en avance de excavavaciones subterrneas

COLUMNAS DE JET GROUTING COMO ELEMENTO ESTABILIZADORJET GROUTING HORIZONTAL

Las columnas de Jet Grouting horizontales protegen la penetracin de un tnel en formaciones de suelo suelto. Se ejecutan desde el frente de avance del tnel en forma horizontal o con una pequea inclinacin.


Consolidacin del terreno con escaso recubrimiento

COLUMNAS DE JET GROUTING COMO ELEMENTO ESTABILIZADORSOPORTE DE POZOS DE ATAQUE

En el caso de necesitar una ejecucin del pozo libre de vibraciones y/o el pozo penetre bajo el nivel fretico, se construyen columnas de Jet Grouting secantes.

COLUMNAS DE JET GROUTING COMO ELEMENTO ESTABILIZADORCIMENTACION EN SUELOS BLANDOS

Ej. Pilas de Puentes

COLUMNAS DE JET GROUTING COMO ELEMENTO ESTABILIZADORDISMINUCIN DE EMPUJES

Las estructuras expuestas a empujes del terreno, tales como muros histricos, estribos de puentes, galeras de avalanchas, taludes o muros de puertos, pueden mejorar su comportamiento con la adicin y/o conexin a un cuerpo de Jet Grouting.

COLUMNAS DE JET GROUTING COMO ELEMENTO ESTABILIZADORREFUERZO DE PILOTE

En caso de empotramiento insuficiente o para evitar profundidades de perforacin excesivas, se puede aumentar la carga de hundimiento de un pilote, ya sea en el fuste, en la punta o ambos.

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONES La utilizacin de barreras hidrulicas y tapones con columnas de Jet Grouting que reducen la permeabilidad, permiten la ejecucin de excavaciones profundas sin la necesidad de deprimir el nivel frtico con grandes sistemas de agotamiento con sus consiguientes riesgos.

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONES

Excavacin bajo nivel fretico

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONESBARRERA DE MUROPANTALLAS

Las barreras hidrulicas con muro-pantallas de Jet Grouting se usan bajo carreteras y edificios, para cruzar colectores y dividir excavaciones y recintos. De acuerdo con los requerimientos de sellado se construyen en muros-pantallas simples o mltiples.

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONESBARRERAS DE COLUMNAS JET GROUTING

En caso de mayores deformaciones a las esperadas, peligro de fisuracin o un alto requerimiento de sellado, barreras de columnas de Jet Grouting se pueden ejecutar

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONESIMPERMEABILIZACIN DE PRESAS

Las columnas de Jet Grouting pueden ser empleadas en la reparacin de ncleos de presas o para agrandar o profundizar la barrera hidrulica.

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONESLOSAS O TAPONES DE FONDO

Las losas o tapones de fondo con columnas de Jet Grouting, son ejecutadas por medio de solapar elementos de columna a una profundidad y un espesor determinado. Los tapones se pueden conectar a cualquier sistema de sellado vertical.

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONESLOSAS ABOVEDADAS

Para excavaciones con anchos reducidos o pozos de ataque, tapones de columnas Jet Grouting se emplean con prevencin contra la presin hidrosttica, reduciendo la profundidad requerida de losas, normalmente necesarias para soportar dichas presiones.

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONESCAPA DE SELLADO

Una capa con columnas Jet Grouting protege de agua fretica, debajo de los edificios contra las actividades de la construccin y depsitos antiguos de material txico.

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONESProteccin contra la socavacin

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONESSELLADO DE JUNTAS

Para el sellado de juntas tablestacas u otras soluciones constructivas en el terreno.

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONESSALIDA DE AGUA

Las barreras hidrulicas son usualmente usadas para controlar el flujo de forma temporal. Para restablecer el flujo se puede emplear el proceso de Jet Grouting para lavar el material cementante de determinadas secciones.

COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONESCHIMENEA




COLUMNAS DE JET GROUTING PARA IMPERMEABILIZACIONES

Conclusiones Elementos de inters que se deben tomar para usar esta tcnica del Jet Grouting. Esta tcnica no es la panacea de los problemas cada caso particular debe ser analizado en forma particular Se debe seguir en la investigacin y afinando los parmetros de diseo Ejecutar pruebas de carga y ensayos destructivos Compartir la informacin de los resultados de caso en particular

Agradecimientos Gean Franco Perry, profesor titular Mecnica de Rocas, facultad de Ingenieria. Universidad Central de Venezuela. 1978 dicta charla sobre el Jet Grouting. Nelson Rodriguez, socio Geomecnia, Caracas.Vzla. Hugo Araya, Tradica. Gracias por su asistencia. Jorge Arriagada GOLDER

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