Resuelve todas tus dudas con respecto a los sistemas de mejoramiento de suelos Geopier
By Héctor de la FuenteEste blog está pensado para resolver la mayoría de las dudas que tienen nuestros clientes y todos los ingenieros geotecnistas y estructuristas, con respecto a los sistemas de Columnas de Grava Compactada Geopier. ¡Espero les sea de mucha utilidad!
¿Qué son las Columnas de Grava Compactada?
Se le conoce como Columna de Grava Compactada a los elementos que se forman al introducir al suelo grava triturada ya sea por proceso de excavación o por desplazamiento, y que posteriormente es densificada por un vibrocompactador y una herramienta especial patentada por la compañía Geopier®
¿Cómo funcionan las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier?
Las Columnas de Grava Compactada refuerzan el suelo a través de cuatro mecanismos principales:
- Densificación del suelo matriz,
- Incremento de esfuerzos laterales en el suelo matriz,
- Drenaje y disipación de presión de poros,
- Aumento de la resistencia al esfuerzo cortante del suelo durante un evento sísmico; lo cual permite un aumento de hasta 30 veces la capacidad de carga del suelo y una reducción de hasta el 99% en los asentamientos.
¿Cómo ayudan las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier a reducir los costos totales de la construcción?
Primero, se elimina el uso del concreto, de los fluidos de perforación y del acero de refuerzo, lo cual representa un ahorro tanto en materiales como en mano de obra. En segundo lugar, se reduce el diámetro de la perforación (50cm-60cm), por lo que aumenta la velocidad de perforación y por tanto en los tiempos de ejecución. En total, podemos lograr una reducción del costo total de la cimentación de entre el 20 al 40%.
Adicionalmente, existen beneficios indirectos que impactan en los costos totales de la construcción:
- Productividad: Se pueden construir entre 300 y 500ml diarios.
- Trabajo bajo la lluvia: Al no utilizar concreto, ¡nada nos impide mojarnos un poco!
- Evitas problemas estructurales: ¿Se descompuso la máquina a mitad del colado?¿Estabas colando y no llegó la segunda olla de concreto? Al eliminar el uso del concreto, los sistemas Geopier no corren riesgo de formar “juntas frías” o pilas mal coladas.
- Amigable con el medio ambiente: ¿Qué hacer con el desecho del acero, concreto y lodos bentoníticos? ¡No es nuestro problema! Nuestro sistema de mejoramiento está basado en sustituir un tipo de suelo por otro tipo de suelo, por lo que no contaminamos el medio con materiales tóxicos.
- Limpieza en obra: Nuevamente al eliminar el uso del lodo bentonítico, concreto y acero, se eliminan los costos que implica la limpieza posterior a terminar la construcción.
- Simplicidad en la construcción: Se trabaja con cuadrillas de 4 a 5 personas por equipo versus las cuadrillas de 10 personas por equipo utilizadas para construcción de cimentaciones profundas. Lo anterior genera un costo de por lo menos el 50% en mano de obra.
- Simplicidad en el diseño estructural: Diseñar zapatas aisladas o losas de cimentación es por mucho más fácil que cimentaciones profundas. ¡Pregúntele a cualquier ingeniero estructurista!
¿Cuál es la diferencia entre la Columnas de Grava Compactada construidas con el sistema Geopier y los elementos de grava construidos con el método de vibrosustitución?
Ambos sistemas se construyen con material agregado colocado en capas y en secuencia ascendente. Sin embargo, las construidas con el método de la vibrosustitución se instalan utilizando sondas vibratorias suspendidas (vibrolanza) que solo proporcionan vibración horizontal, mientras que las Columnas de Grava Compactada por medio del sistema Geopier se construyen utilizando un apisonador patentado biselado que permite aplicar una gran magnitud de energía de compactación vertical lo cual genera un pre-esfuerzo tanto en los elementos Geopier como en el suelo matriz circundante, aportando mayor confinamiento lateral al suelo y una mejor densificación.
¿Cómo se comportan las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier ante un sismo?
Las Columnas de Grava Compactada son una excelente solución para los problemas de licuación de suelos, ya que a través de su particular proceso constructivo, no solo generan una densificación en el suelo matriz circundante, sino que también toma los esfuerzos cortantes del suelo brindándole mayor soporte o resistencia. Los mecanismos clave de las pilas de grava compactada para mitigar la licuación son:
- Aunque el material de las pilas de grava no cumple los criterios establecidos para un filtro, la reducción gradual de la presión de poros en la pilas es importante ya que crea un efecto similar a un filtro que mantiene el soporte lateral necesario para la capacidad de carga de las pilas y que impide un mayor grado de infiltración del terreno en las pilas.
- Los elementos de pilas de grava compactada producen una densificación de la matriz de suelo.
- Transferencia del esfuerzo cortante cíclico hacia las inclusiones rígidas y aumento del esfuerzo confinante del suelo.
¿Qué sucede cuando actúan fuerzas a tensión en la estructura?
Si fuera el caso, las Columnas de Grava Compactada son capaces de resistir fuerzas accidentales al introducir una placa al fondo del elemento ligada con varillas perimetrales que sobresalen a la superficie para después conectarse a la zapata o losa de cimentación.
¿Se pueden instalar las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier® por debajo del nivel freático?
¡Sí! Hay varias formas de construir Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier por debajo de la elevación del agua subterránea. Por ejemplo, se puede usar el sistema Impact de desplazamiento.
¿Se pueden instalar las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier® junto a fuentes de agua existentes?
Sí, Geopier se puede instalar junto a fuentes de agua existentes, siempre que haya un suelo adecuado y no haya problemas de estabilidad global.
¿Se pueden usar las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier® para apoyar proyectos donde hay suelos orgánicos?
¡Sí! Si el contenido orgánico es bajo), se puede instalar un sistema de Columnas de Grava Compactada. Si el contenido orgánico es alto, es probable que se requiera una tecnología de inclusión rígida que proporcione confinamiento y limite los asentamientos. Tenemos varios sistemas de inclusión rígida que incluyen Columnas de Grava tratados con cemento o con lechada y Columnas de GeoConcreto (GCC®).
¿Se pueden instalar las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier® en suelos expansivos?
Las Columnas de Grava Compactada no están diseñadas específicamente para mitigar el potencial de expansión, pero puedes preguntar por nuestras soluciones de HelicalAnchors® para ayudarte a resolver este problema.
¿Se puede utilizar Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier® en topografía kárstica?
Sí, Geopier se puede utilizar para soportar estructuras en topografía kárstica; sin embargo, es posible que se requiera agregado tratado con cemento para evitar el desconfinamiento y/o la entrada de agua
¿Hay proyectos que son demasiado pequeños, donde las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier® no son rentable?
No, Geopier ha apoyado cientos de pequeños proyectos en todo el mundo
¿Existen proyectos demasiado grandes con cargas muy altas donde las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier® no sean viables?
Con muy pocas excepciones, las Pilas de Grava Compactada con los sistemas Geopier se pueden utilizar para soportar casi cualquier tamaño de carga. Depende del perfil del suelo, el tamaño de las cargas y los requisitos de asentamiento del proyecto.
¿Existen condiciones del suelo que no sean propicias para el uso de Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier ®?
Los perfiles muy profundos de arcilla blanda y suelo orgánico pueden ser problemáticos, dependiendo de las cargas estructurales y los criterios de asentamiento.
¿Se puede instalar Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier ® en condiciones de poco altura?
Sí, las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier se pueden instalar en áreas con poca altura libre. Depende del sistema que se instale y de la cantidad de espacio disponible
¿Geopier® tiene procedimientos de control de calidad específicos?
Sí, Geopier tiene procedimientos/manuales de control de calidad específicos para todos nuestros diversos sistemas.
Mi sitio tiene un relleno de gran espesor. ¿Debo colocar el relleno antes o después de la instalación de las Columnas de Grava Compactada con los sistemas Geopier ®?
Las Columnas de Grava Compactada se pueden instalar antes o después de la colocación del relleno. Ambas secuencias tienen sus consecuencias con respecto al costo, cronograma, etc. Trabajaremos contigo para determinar qué es lo mejor para tu proyecto.