columnas de grava
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columnas de gravaTRANSCRIPT
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EXPOSITOR:
PRESENTACIN
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Se trata de un mtodo de mejora de suelos naturales o de relleno, consistente en
inclusiones de material granular, realizadas en el terreno de apoyo de
terraplenes o fundacin de estructuras, con objeto de obtener un conjunto
suelo-columna equivalente mejorado, disipando las tensiones transmitidas al
terreno, aumentando la resistencia al corte del terreno, homogeneizando el
conjunto suelo-columna y reduciendo tanto los asientos totales y diferenciales
como el tiempo de consolidacin. Tambin se utiliza mtodo para mitigar la
licuacin en suelos susceptibles en caso ssmico.
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Objetivos de la mejora:
Mejora de la capacidad portante del terreno
Reduccin de asientos.
Homogeneizacin de las caractersticas geotcnicas.
Aceleracin del proceso de consolidacin, constituyndose como elementos drenantes (suelos cohesivos saturados).
Aumento de la estabilidad frente al deslizamiento (caso de terraplenes).
Disminucin del riesgo de licuacin (arenas flojas), en zonas ssmicas.
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100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0 0,60,002 0,006 0,02 0,06 6,0 20 600,2 2,0
Granulometra [mm]
Porc
enta
je q
ue p
asa [%
]
VIBROCOMPACTACIN
COLUMNAS DE GRAVA
Arcillas Limos Arenas Gravas BolosZona de
transicin
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Fuerza horizontal
centrifuga 80-300 kN
Frecuencia 30-50Hz
(3000 a 5000 rpm)
Amplitudes de hasta
54 mm
Radio de influencia
de 0,60 a 2,00m
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Diseo (Priebe, 1995)
El factor de mejora nos relaciona el asiento de la zapata sin tratar con la del suelo
tratado mediante la siguiente expresin:
n0(f, A/Ac) S/Sc
S: asiento del suelo sin tratar
Sc: asiento del suelo tratado
A: rea de la zapata de fundacin
Ac: rea de columnas de grava bajo la zapata
Factor de mejora
bsico (n0)
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Diseo (Priebe, 1995)
Factor de reparto de carga (m)
m = Qcol/Qsuelo= (n-1+Ac/A)/n m (n-1) / n
Parametros de resistencia al corte del suelo equivalente:
tgf= m. tgfc+(1-m).tg(fs) c (1-m). cs
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Monitor de control en cabina que registra todos los parmetros durante la penetracin y luego durante la compactacin.
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El mtodo de ejecucin se basa en hincar el vibrador por desplazamiento del terreno (con nula o mnima extraccin de suelo).
Se garantiza la continuidad de la columna de grava. Se registran los parmetros de ejecucin en todo momento, quedando un registro
de calidad que permite un control de ejecucin de cada columna.
En conjunto con preperforacin, es posible instalar columnas de grava en terrenos que requieren tratamiento y que subyacen lentes o estratos muy compactos o
cementados.
Es posible alcanzar profundidades de hasta 50 m. Altos rendimientos: 150 a 250 ml / da (10 11 horas) El vibrador profundo garantiza una alta compacidad final de la grava y adems una
mejora (generalmente no considerado en los clculos) del suelo entre columnas.
Energa de vibracin no disminuye con la profundidad. La calidad del mtodo no se ve afectada por la estabilidad del terreno y en
particular cuando existe nivel fretico alto.
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SISTEMA DE PRE-PERFORACIN
Bajos rendimientos Alta descompresin del
suelo
Altos rendimientos Descompresin mnima
EQUIPO PARA EJECUCINDE COLUMNAS DE GRAVA
Sin aire comprimido Vibracin vertical en cabeza Energa de vibracin
disminuye en profundidad
Con aire comprimido Vibracin horizontal en la
punta del vibro Energa de vibracin no
disminuye en profundidad
DENSIDAD DE LA GRAVA Similar Similar (*)
REA DE REEMPLAZO Menor Mayor
METODOLOGA DE CLCULO
Desarrollada por proveedor De acuerdo a literatura
internacional
(*) de acuerdo a paper de W. Degen
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Preperforacin para alivio de la compacidad del terreno y permitir la ejecucin de columnas a travs de estratos compactos o cementados.Se utilizan piloteras o perforadoras medianas con CFA.
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REMEDIACION DE LICUACION
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REMEDIACION DE LICUACION
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REMEDIACION DE LICUACION
Incrementar la resistencia ( CRR) Mejora del terreno por densificacin.
Vibrocompactacin
Disminuir las tensiones ( CSR) Refuerzo al cortante mediante elementos mas
rgidos que atraen las tensiones.
Disminuir las presiones de poros Reducir el camino de drenaje con drenes
Cyclic Resistance Ratio (CRR)
Cyclic Stress Ratio (CSR)
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REMEDIACION DE LICUACION
Incrementar la resistencia ( CRR)
Incrementar la resistencia al corte cclica (CRR) al
incrementar la densidad relativa de los suelos
granulares. VIBROCOMPACTACION
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REMEDIACION DE LICUACION
Disminuir las tensiones ( CSR)
Reducir las tensiones de
corte cclicas al instalar
elementos mas rgidos que
atraigan las tensiones
Puede ser usado en suelos
no densificables (limos,
arenas limosas).
Teoras de calculo
tsoil tsoiltinc
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REMEDIACION DE LICUACION
Disminuir las tensiones ( CSR)
tsoil tsoiltinc
Metodologa de Priebe (1998)Se considerar que la reduccin del CSR
Se produce en la misma proporcin que
la carga es distribuida entre el suelo y la
columna de grava. a= ps/p =1/n1
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REMEDIACION DE LICUACION
Disminuir las tensiones ( CSR)
tsoil tsoiltinc
Metodologa de Baez (1993) Factor de reduccin de tensin de
corte (KG) :
GINC=Inclusion shear modulus
GSoil=Soil shear modulus
ARR=Ainclusion/Atotal
Compatibilidad de deformacin y
equilibrio de fuerzas
Comportamiento elstico lineal de
suelo y refuerzo
CSRapplied to soil = KG * CSRearthquake
Ejemplo
10% Area Replacement
GINC/GSOIL=5
KG=0.7
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REMEDIACION DE LICUACION
Disminuir las presiones de poros
Las columnas actan como drenes
Seed & Brooker ( Stabilization of Potentially Liquefiable Sand Depositis using Gravel Drain Systems, Earthquake
Engineering Research center, 1976)
Permeabilidad del suelo, kh Compresibilidad del suelo, mv,
Duracin del sismo, td Numero de ciclos del sismo, Neq Dimetro y espaciamiento de drenes