El jet grouting es un procedimiento de mejoramiento y reforzamiento de la masa de suelo, que utiliza un chorro de fluido con alta energía cinética para desestructurar el terreno y mezclarlo con una lechada líquida para conformar un suelo de concreto.
Presentación
¿Por qué utilizar la técnica de jet grouting?
El jet grouting se declina en diversas técnicas en función del método utilizado (chorro simple, doble o triple) y de los parámetros de tratamiento elegidos (velocidad de traslación y rotación de la herramienta, presión y tasa de inyección). Esto da como resultado usos muy diversos: pantallas impermeables, contención mediante columnas secantes, columnas de reforzamiento del suelo, tapones de estanqueidad, etc.
Entre estas aplicaciones, Menard implementa frecuentemente el jet grouting para garantizar un reforzamiento del suelo específico de las capas del suelo debajo de una obra. El jet grouting sirve entonces para constituir una columna de concreto de suelo continuo sobre una altura determinada del suelo. En este caso, el reforzamiento no se instala necesariamente hasta la superficie.
La red de columnas de jet grouting ofrece propiedades geomecánicas superiores a las de la capa de suelo virgen, tanto en términos de módulo de deformación como de límite de ruptura. Permite así una reducción del asentamiento y un aumento de la capacidad portante.
Instalación
El taller de jet grouting está compuesto por una parte fija (almacenamiento de material, planta de fabricación de lechada, bomba de inyección de alta energía) conectada mediante conductos de tubos flexibles de alta presión a una perforadora móvil.
La herramienta de perforación está equipada con boquillas de inyección elegidas en función del tipo de terreno y de las características buscadas al final (diámetro, resistencia, etc.).
Para cada punto de inyección, se distingue la secuencia de implementación siguiente:
1) Ejecución de una perforación de pequeño diámetro hasta la profundidad de diseño para cada punto de inyección.
2) Puesta en movimiento de un chorro de fluido en el pozo de perforación. El chorro de lechada se inyecta a una presión muy alta (varios cientos de bares), caudal muy alto (200 a 400 L/min) a través de una o varias boquillas de pequeño diámetro (1 a 10 mm) instaladas al pie del tren de varillaje. El dispositivo completo se eleva lentamente hasta la altura de la capa a tratar. Para conformar una columna de suelo de cemento, se gira el conjunto. Esta fase está controlada por un autómata.
3) Destrucción del terreno in situ mendiante el lanzado de un chorro líquido de alta energía cinética.
4) Extracción de una parte del terreno hasta la superficie durante el tratamiento (spoils).
5) Incorporación de un additivo externo proporcionado por la lechada.
Esta técnica permite, según la naturaleza del terreno a tratar y de los parámetros de ejecución, construir columnas desde 50 cm hasta varios metros de diámetro (diámetros comunes del orden de 80 cm). Los diámetros más grandes se ejecutan mediante la inyección simultánea o secuencial de diversos tipos de fluidos (chorro doble = lechada + aire, chorro triple = lechada + aire + agua).
Al igual que las inclusiones CMC desarrolladas por Menard, el jet grouting se puede asociar a la instalación de una capa de distribución, especialmente cuando el tratamiento se lleva hasta la superficie.
Ventajas
• La técnica del jet grouting puede utilizarse independientemente de la permeabilidad o la granulometría del suelo a tratar. En teoría, la técnica es por lo tanto aplicable en la mayoría de los tipos de terreno, desde las arcillas blandas hasta las arenas y las gravas. Sin embargo, no es adecuada para grava cruda o suelos que vehiculen circulaciones de agua significativas.
• La lechada que se inyecta con mayor frecuencia es una mezcla de agua y cemento que permite obtener las mejores características después de la mezcla. Cuando buscamos impermeabilizar el suelo a tratar, se puede agregar bentonita a la mezcla.
• La metodología de implementación y en particular la ejecución de perforaciones de pequeños diámetros permite atravesar horizontes más compactos en la superficie para llegar a capas subyacentes de menores características y que requieren de un reforzamiento para soportar la futura estructura. Esta técnica es muy adecuada para suelos duros o de naturaleza rocosa, que presenten anomalías como alteraciones arcillosas o kársticas.
• La primera fase de implementación del jet grouting, la perforación, asociada a un registro de los parámetros de ejecución (presión sobre la herramienta, velocidad de avance, torque de rotación) presenta la oportunidad de consolidar los datos de investigaciones previas.
• Una de las principales ventajas de este procedimiento es el poder trabajar en condiciones de difícil acceso y alturas de trabajo reducidas.
• El jet grouting permite garantizar capacidades de carga altas (zapatas aisladas, zapatas corridas o incluso losas estructurales), según la naturaleza del suelo in situ.
