ES2839200T3 - Procedimiento para mejorar las características mecánicas e hidráulicas de los suelos de cimentación de estructuras construidas existentes - Google Patents

Abstract

Procedimiento para mejorar las características mecánicas e hidráulicas de suelos de cimentación de estructuras construidas existentes, caracterizado por que comprende: - una primera etapa de detección bidimensional o tridimensional de por lo menos una parte (2) de la estructura construida (1); - una etapa de identificación de por lo menos una región de intervención (3) en el suelo de cimentación debajo de dicha por lo menos una parte (2) detectada en dicha primera etapa de detección; - una etapa de inyección, a través de una pluralidad de orificios (4) previstos por lo menos en una parte de dicha región de intervención (3), de una mezcla de cemento o sintética; - unas segundas etapas de detección bidimensional o tridimensional, separadas entre sí en el tiempo, de dicha por lo menos una parte (2) durante dicha etapa de inyección; - una etapa de interrupción de dicha etapa de inyección sobre la base de la información recopilada durante las segundas etapas de detección bidimensional o tridimensional de dicha por lo menos una parte (2).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para mejorar las características mecánicas e hidráulicas de los suelos de cimentación de estructuras construidas existentes

La presente invención se refiere a un procedimiento para mejorar las características mecánicas e hidráulicas de los suelos de cimentación de estructuras construidas existentes.

Cualquier estructura construida transmite al suelo presiones que producen en el suelo deformaciones diferidas en el tiempo, denominadas subsidencias. Cuando las subsidencias son diferentes en la base de dos puntos de la misma estructura construida, la diferencia entre los valores medidos se denomina subsidencia diferencial.

La ingeniería estructural indica el alcance de las subsidencias diferenciales que pueden tolerar los diferentes tipos de estructuras construidas.

La ingeniería geotécnica proporciona procedimientos de cálculo fiables adecuados para estimar las subsidencias diferenciales durante el diseño.

De manera habitual, las subsidencias diferenciales del suelo en la base de las estructuras construidas existentes son poco significativas y no provocan deformaciones de la estructura como para provocar daños, derrumbes o mal funcionamiento en general.

Sin embargo, hay casos en los que las subsidencias diferenciales del suelo provocan desplazamientos de la estructura construida superpuesta que superan las tolerancias permitidas y son tales, que provocan fallos en la estructura, a menudo, nada despreciables. Se hace referencia a los casos en los que el suelo es particularmente deformable con respecto a las presiones transmitidas por las estructuras construidas o a los casos en los que las estructuras construidas no son las adecuadas.

Por tanto, se distinguen dos enfoques para la solución de subsidencias diferenciales: la intervención dirigida a prevenir la aparición de subsidencias diferenciales en estructuras construidas durante el diseño o en estructuras construidas existentes que se están ampliando o reconvirtiendo, y las intervenciones dirigidas a resolver subsidencias diferenciales que ya han surgido en estructuras construidas existentes. El procedimiento habitualmente utilizado para evitar la formación de subsidencias diferenciales en una estructura construida en proyecto de construcción prevé la adaptación de la geometría y la rigidez de la cimentación a las características portantes del suelo o, en el caso más complejo de estructuras construidas existentes, para las que se proyecta obra de ampliación o conversión, proporciona la comparación entre las características mecánicas del suelo y las cargas adicionales producidas por dicha obra de ampliación o conversión que las cimentaciones existentes transmiten al suelo.

El procedimiento utilizado habitualmente para hacer frente a las subsidencias diferenciales que se han producido en estructuras construidas existentes es más complejo que el anterior y prevé un doble análisis en relación con el suelo de cimentación y con el armazón de la estructura construida.

El primero evalúa la naturaleza y consistencia del suelo en el volumen en el que se ha producido la subsidencia diferencial y, en consecuencia, permite calcular la resistencia y deformabilidad con respecto a las cargas de la estructura construida.

El segundo reconstruye en detalle los movimientos diferenciales de la estructura que han generado las fisuras presentes en la estructura construida tanto en términos temporales como geométricos.

Para el análisis del suelo, el proyectista puede emplear pruebas geotécnicas tradicionales tanto in situ como en el laboratorio. El procedimiento de análisis del suelo deriva sustancialmente de la geotecnia tradicional y permite calcular la resistencia y deformabilidad del terreno que está situado debajo de las distintas partes de la estructura construida a partir de los parámetros geotécnicos obtenidos de las pruebas.

El análisis de la estructura construida, además de proporcionar una valoración precisa de las cargas de acuerdo con la reconstrucción fiel de la naturaleza de los materiales utilizados y con una interpretación de la situación de fisuración que se presenta en la mampostería, se basa en mediciones de desplazamientos y deformaciones mediante instrumentos ligados a la topografía y a la monitorización estructural. A menudo se llevan a cabo tareas de nivelación con instrumentos de precisión, a fin de comprobar qué parte de la estructura construida presenta subsidencia, así como la extensión del desplazamiento. A continuación, se combinan las lecturas topográficas con las tareas de monitorización mediante testigos, inclinómetros, galgas extensométricas, etc., cuyo cometido consiste en comprobar si la subsidencia ha evolucionado y a qué ritmo.

Una vez finalizado el análisis del suelo de cimentación y del armazón de la estructura construida, el proyectista define el procedimiento más adecuado para prevenir o solucionar subsidencias diferenciales.

Existen varios sistemas para prevenir o solucionar subsidencias diferenciales.

En particular, se distingue entre sistemas que actúan sobre la estructura y sistemas que tratan el suelo.

Los primeros tienen el cometido de modificar la manera en que las presiones de la estructura construida se transfieren al suelo mediante trabajos destinados a ensanchar la base de la cimentación o de extenderla más profundamente en el suelo hasta encontrar capas más sustanciales y, por tanto, más fuertes. Por este motivo, los procedimientos descritos se suelen aplicar a la totalidad de la estructura: entre estos, se mencionan por ejemplo los micropilotes y las subcimentaciones.

Estos últimos tienen el cometido de mejorar las características de resistencia y de deformabilidad del suelo mediante acciones destinadas a incrementar la densidad de la masa y/o introducir en ella materiales o mezclas que modifiquen física o químicamente las características del suelo natural. Dichos procedimientos pueden limitarse a algunas partes de la estructura construida, donde el suelo presenta peores características. Esta categoría incluye, entre otras, inyecciones de hormigón y resinas sintéticas.

Tal como se especifica en la norma UNI EN 12715, Execution of Special Geotechnical Work - Grouting, las inyecciones se distinguen principalmente en dos categorías: inyecciones que no producen desplazamiento del suelo e inyecciones que producen desplazamiento del suelo.

Las inyecciones que no producen desplazamiento del suelo se limitan a suelos aluviales hasta un cierto valor de finura de tamaño de partícula y se realizan por simple permeación.

Los parámetros que regulan la inyectabilidad de un suelo por simple permeación son el coeficiente de permeabilidad del suelo propiamente dicho y el diámetro medio de las partículas que constituyen la mezcla. El gráfico de la figura 4 muestra el límite para las inyecciones por permeación simple (inyecciones de baja presión), a la izquierda del cual se produce necesariamente el desplazamiento del suelo.

Con las inyecciones a baja presión, las mezclas tienden a llenar los poros interconectados del suelo, sin provocar fenómenos de hidrofracturación (o ruptura) que son responsables de importantes variaciones de volumen del suelo. Durante un proceso de inyección que no produce desplazamiento del suelo, las presiones máximas aplicadas por los sistemas de bombeo y/o las presiones máximas de expansión de las mezclas deben, por lo tanto, permanecer por debajo de un valor crítico definido por el término Pcrack [kPa]. Este valor depende de muchos factores, incluido el peso y las características mecánicas del suelo que está situado por encima del volumen inyectado. Desde un punto de vista teórico, la expresión de Pcrack [kPa] es la siguiente:

Pcrack [kPa] = (Y'*z*v)*(1+sen9)+c

• y'= peso del volumen sumergido del suelo;

• z = profundidad a la que se realiza la inyección con respecto al plano del lugar;

• v = coeficiente de Poisson;

• 9 = ángulo de resistencia al corte del suelo;

• c = cohesión del suelo

A continuación, el valor teórico de Pcrack [kPa] se valida en varios lugares mediante pruebas preliminares de inyectabilidad.

Durante un proceso de inyección que no produce desplazamiento del suelo, las presiones deben aumentar gradualmente, ya que la presencia que crece progresivamente de la mezcla o de la resina sintética en el suelo tiende a reducir los espacios de flujo intergranular.

El aumento continúa hasta que se alcanza la presión Pcrack [kPa] que determina un desplazamiento del suelo y/o de la estructura construida superpuesta.

El campo de aplicación de este tipo de inyecciones se limita a suelos muy permeables y uniformes y el procedimiento requiere tiempos muy largos.

Entre los diversos procedimientos conocidos para la resolución de subsidencias diferenciales mediante inyecciones que no producen desplazamientos de suelo, se menciona, por ejemplo, el procedimiento TMG (Trevi Multi Grouting), aplicado por la empresa Trevi, que utiliza para cada perforación un manojo tuberías de válvula única conectadas de manera selectiva a una pluralidad de bombas con caudales y presiones muy bajas.

La principal limitación de este tipo de tecnología reside en que, en ausencia de sistemas de detección de la estructura superpuesta, tal como se ha descrito con anterioridad, se evita de manera intencionada alcanzar la presión Pcrack [kPa], lo que limita la efectividad de la intervención.

De hecho, las inyecciones generalmente se detienen cuando se alcanza una presión de inyección previamente determinada o inyectando una mezcla con una presión de expansión limitada.

Estas presiones son mucho más bajas que la presión Pcrack [kPa], mientras que, de hecho, la efectividad de la intervención es máxima cuando la presión aumenta gradualmente hasta cerca de dicho valor.

Otra limitación de este tipo de inyección consiste en que las mezclas inyectadas se pueden alejar del punto deseado y alcanzar regiones menos confinadas, en las que el peso y las características del suelo superpuesto son diferentes, hasta el punto de provocar desplazamientos indeseados del suelo o de la estructura en regiones de la estructura construida que se encuentran lejos del volumen de suelo que se pretende tratar.

Todos los demás tipos de inyección de mezclas en suelos de cimentación, que no sean solo de permeación, generan necesariamente desplazamientos diferenciales en la estructura superpuesta, que son causados por la presión de inyección producida por la bomba o por la presión de expansión de la mezcla.

Entre los diversos procedimientos conocidos para la resolución de subsidencias diferenciales mediante inyecciones que producen desplazamientos del suelo, se menciona, por ejemplo, el procedimiento descrito en el documento EP0851064, que prevé un aumento de la capacidad portante de los suelos de cimentación de los edificios mediante la inyección de una sustancia que se expande como consecuencia de una reacción química. El procedimiento descrito utiliza receptores láser que se fijan a algunos puntos de la estructura construida que está situada por encima del volumen inyectado y que, conectados a un emisor, indican los desplazamientos verticales de la estructura construida como consecuencia de la expansión de la sustancia en el suelo.

Existen otros procedimientos que prevén la inyección de mezclas de diferente tipo que provocan el desplazamiento del suelo. Entre estos, cabe mencionar la tecnología Soilfrac de la empresa Keller, que prevé el uso de mezclas de cemento, incluidas las expansivas. El procedimiento prevé la creación en múltiples etapas de fracturas en el suelo por parte de la mezcla inyectada mediante una bomba que genera presiones medias-altas. También en este caso, la monitorización de los desplazamientos del edificio superpuesta se prevé mediante sistemas de medición de nivel que permiten observar el desplazamiento relativo de algunos puntos de la estructura construida con respecto a otros, utilizando el principio de vasos comunicantes.

Por lo tanto, en los procedimientos conocidos, que prevén inyecciones que producen desplazamiento de suelo, durante el trabajo, algunos puntos de la estructura construida en los que los receptores láser o las copas de medidor de nivel u otros sistemas, que en cualquier caso se encuentran localizados, pueden experimentar un empeoramiento de la situación de fisuración por desplazamientos diferenciales excesivos de algunas partes de la estructura, de manera que representen un riesgo para la totalidad de la estructura construida y sin una clara percepción del fenómeno por parte de quienes realizan la obra.

De hecho, en casos conocidos, la monitorización de los desplazamientos de la estructura construida durante la etapa de inyección se lleva a cabo de forma localizada, habitualmente mediante un nivel láser o cadenas de medidores de nivel, que miden el desplazamiento vertical o relativo entre puntos.

Uno de los procedimientos más conocidos para comprobar la eficacia de una intervención de inyección consiste en observar una elevación inicial de la parte de estructura construida que se sitúa por encima del punto de inyección. La elevación inicial de la estructura revela el hecho de que se han incrementado las características mecánicas e hidráulicas del suelo, ya que el suelo inyectado no solo resiste la presión inducida por la carga superpuesta, sino que también resiste las presiones dinámicas que se generan durante el levantamiento.

Siguiendo este tipo de verificación, en procedimientos conocidos que prevén inyecciones que producen desplazamiento de suelo, durante el trabajo, los sistemas de monitorización se pueden anclar a partes de la estructura que no se encuentran ancladas, por ejemplo, partes de la estructura ubicadas en partes de estructura construida ubicadas debajo de paredes dañadas. En tales casos, el operario, al observar un desplazamiento de la estructura construida mediante el sistema de monitorización localizado (nivel óptico; nivel láser, sistema medidor de nivel, etc.), decide finalizar el proceso de inyección antes de que la parte de estructura que se sitúa por encima de la inyección se haya movido realmente y, por lo tanto, antes de que la inyección haya producido una mejora suficiente de las características de las condiciones del suelo de cimentación.

En particular, el procedimiento descrito en el documento EP0851064 prevé la interrupción de cada inyección individual de mezcla sintética cuando se detecta un desplazamiento de la estructura superpuesta. Durante el trabajo, los desplazamientos detectados en cada inyección se suman y pueden producir desplazamientos que la estructura no puede soportar. También puede ser indispensable interrumpir el trabajo antes de que se haya tratado toda la parte prevista, con el fin de evitar daños en la estructura.

Además, en los procedimientos conocidos, los desplazamientos se miden a lo largo de una única dirección y no se detectan los desplazamientos en las otras direcciones. Por lo tanto, el proceso de inyección puede producir movimientos no deseados que dañen la estructura, siguiendo direcciones no supervisadas por los sistemas de detección.

El propósito de la presente invención es solucionar los problemas descritos con anterioridad, proporcionando un procedimiento que sea capaz de aportar criterios para verificar el aumento de las características mecánicas e hidráulicas del suelo y de preservar la estructura construida frente a las distorsiones excesivas que pudieran producirse durante la ejecución del trabajo adoptado para solucionar subsidencias diferenciales.

Dentro de este propósito, un objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento que integre o reemplace sistemas de monitorización localizados.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento que sea sencillo y rápido de realizar. Este propósito, así como estos y otros objetivos que se pondrán de manifiesto a continuación, se consiguen mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 adjunta.

Otras características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la descripción de algunas formas de realización preferidas, pero no exclusivas, del procedimiento según la invención, que se ilustran únicamente a título de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista esquemática de una estructura construida sobre la que es necesario realizar el trabajo; la figura 2 es una vista esquemática de la primera etapa de detección;

la figura 3 es una vista esquemática de la etapa de inyección y de las segundas etapas de detección;

la figura 4 es un gráfico relacionado con la inyectabilidad de los suelos en función de las propiedades de la mezcla y del suelo.

Haciendo referencia a las figuras, la presente invención se refiere a un procedimiento para mejorar las características mecánicas e hidráulicas de los suelos de cimentación de las estructuras construidas existentes. El procedimiento comprende:

- una primera etapa de detección bidimensional o tridimensional de por lo menos una parte 2 de la estructura construida 1;

- una etapa de identificar por lo menos una región de intervención 3 en el suelo de cimentación debajo de por lo menos una parte 2 detectada en la primera etapa de detección;

- una etapa de inyección, a través de una pluralidad de orificios 4 previstos por lo menos en una parte de la región de intervención 3, de una mezcla de cemento o sintética;

- unas segundas etapas de detección bidimensional o tridimensional, separadas en el tiempo entre sí, de dicha por lo menos una parte 2 durante la etapa de inyección.

En particular, está prevista una etapa de interrupción de la etapa de inyección sobre la base de la información recopilada durante las segundas etapas de detección bidimensional o tridimensional de dicha por lo menos una parte 2.

De manera más detallada, la etapa de interrupción de la etapa de inyección se realiza si la detección bidimensional o tridimensional de dicha por lo menos una parte 2 detectada en las segundas etapas de detección encuentra, entre dos detecciones sucesivas, en función del tipo de intervención:

a. un desplazamiento global de por lo menos una parte de dicha por lo menos una parte 2 que se sitúa por encima de la región de intervención 3; o

b. un movimiento diferencial de partes de dicha por lo menos una parte 2 que se corresponde sustancialmente con el límite de deformación permisible de dicha por lo menos una parte 2; o

c. la consecución, en la parte de la parte que se sitúa por encima de la región de intervención 3 de la estructura construida 1, de una posición que fue predefinido durante el diseño.

De forma adecuada, la parte 2 comprende por lo menos una parte de un edificio o de una estructura construida, como por ejemplo una pared vertical, una fachada o un suelo.

Preferentemente, la primera etapa de detección y/o las segundas etapas de detección se llevan a cabo utilizando por lo menos un dispositivo para la adquisición óptica de la parte bidimensional o tridimensional.

Ventajosamente, las imágenes adquiridas son de tipo digital.

Preferentemente, el dispositivo de adquisición óptica 20 comprende un dispositivo de escaneo por láser 3D, que, colocado a una distancia adecuada de la estructura construida, es capaz de emitir rayos láser en todas las direcciones y de obtener la posición exacta de una nube de puntos que se encuentran en la estructura construida en consideración.

Los datos adquiridos de este modo se pueden visualizar en tiempo real en el propio dispositivo o también en un ordenador, de modo que se puedan examinar más fácilmente.

La primera etapa de detección está adaptada para detectar de manera bidimensional o tridimensionalmente una parte desde el exterior o desde el interior del edificio.

Las segundas etapas de detección están adaptadas para detectar de manera bidimensional o tridimensionalmente una parte desde el exterior o desde el interior del edificio.

De manera adecuada, la primera etapa de detección y/o la segunda etapa de detección consisten sustancialmente en colocar el dispositivo de adquisición óptica 20, que comprende, por ejemplo, un dispositivo de escaneo láser, como por ejemplo un detector láser de escáner 3D, en las proximidades del edificio, en un punto que permita percibir toda la cara o una parte de la misma (o parte del suelo) debajo de la que se realizarán las etapas de inyección de mezclas de cemento o sintéticas en el suelo.

Nada se opone a que la primera etapa de detección y/o la segunda etapa de detección se realicen mediante otros tipos de dispositivos de detección.

A título de ejemplo, se ha observado que resulta particularmente eficaz realizar la primera etapa de detección y/o las segundas etapas de detección mediante un dispositivo de radar.

De manera adecuada, el dispositivo de radar es del tipo interferómetro.

Además, puede estar previsto que la primera etapa de detección y/o las segundas etapas de detección sean llevadas a cabo por un dispositivo para emitir/recibir ondas electromagnéticas y/u ondas acústicas o mediante dispositivos similares.

La primera etapa de detección puede proporcionar uno o más escaneos de la estructura construida para determinar la posición exacta y, específicamente, de la región de intervención 3, antes de iniciar la etapa de inyección. El procedimiento continúa con la provisión de una pluralidad de orificios en el suelo debajo de la región de intervención 3, incluso a través de la cimentación de la estructura construida.

Típicamente, el diámetro de los orificios varía entre 6 mm y 200 mm.

La profundidad de los orificios es función de las dimensiones del suelo de cimentación y su distancia entre ejes suele estar comprendida entre 0,50 m y 3,0 m.

A continuación, las tuberías se alojan en los orificios y se inyectan en el suelo las mezclas de cemento o sintéticas a través de dichas tuberías.

Las resinas sintéticas o mezclas no expansivas se inyectan al suelo mediante sistemas de bombeo a presión que fuerzan la entrada de las mezclas o resinas sintéticas en los huecos intergranulares o, en presencia de suelos de textura más fina, producen hidrofractura, es decir, la rotura local del suelo y la formación de retículas de mezcla que, una vez fraguados, mejoran las características mecánicas de la masa. Los sistemas de bombeo para las mezclas no expansivas o resinas sintéticas entregan caudales del orden de 5 a 30 litros por minuto y, normalmente, generan presiones comprendidas entre 10 y 30 bares.

Estas presiones son capaces de forzar la penetración de las mezclas de cemento o sintéticas en los huecos intergranulares de suelos arenosos y gravosos, así como de permitir el acceso de la mezcla de cemento o sintética en suelos limosos o arcillosos por medio de rupturas locales conocidas como hidrofracturas.

Las mezclas no expansivas o resinas sintéticas, además, se pueden inyectar en el suelo mediante sistemas de bombeo de alta o muy alta presión (de 200 bar a 400 bar), que rompen el suelo en el lugar y permiten agitar la matriz con la mezcla. Este último sistema se conoce como chorro de lechada a alta velocidad (del inglés, je t grouting).

Las mezclas de cemento o sintéticas expansivas se inyectan en el suelo a través de sistemas de bombeo de baja presión.

La penetración de las mezclas de cemento o sintéticas en los huecos intergranulares de suelos gruesos o la hidrofracturación de suelos de textura más fina tiene lugar por medio de la presión que se genera durante la etapa de expansión, que se suele producir por reacción química, alcanzando valores comprendidos entre 0,5 bar y 150 bar.

En presencia de suelos de textura más fina, el proceso de hidrofracturación se produce, no solo por la presión de inyección, sino también por la presión de expansión de la mezcla de cemento o sintética. El posterior endurecimiento de la mezcla difundida en el suelo produce la mejora de las características geotécnicas.

En todos los casos mencionados anteriormente, tanto mediante el bombeo en el suelo bajo presión de mezclas de cemento o sintéticas no expansibles, como mediante el bombeo en el suelo a baja presión de mezclas de cemento o sintéticas expansibles, inevitablemente, el tratamiento de inyección produce una variación de volumen significativa del suelo.

Dicha variación importante de volumen del suelo produce un desplazamiento de los volúmenes de suelo adyacentes y superpuestos que no han sido inyectados, lo que, a medida que avanza la inyección, necesariamente implica desplazamientos evidentes de la estructura construida superpuesta y, por tanto, de la región de intervención 3. La presión generada en el suelo mediante el proceso de inyección, ya sea mediante mezclas de cemento o sintéticas no expansivas o mediante mezclas de cemento o sintéticas expansivas, excede las presiones transmitidas al suelo por la estructura construida.

Por esta razón, durante la totalidad de la etapa de inyección se procede con las segundas etapas de detección (escaneado bidimensional o tridimensional) de toda la estructura construida o de una parte de la misma.

Las segundas etapas de detección repetidas durante la etapa de inyección proporcionan a los operarios una imagen completa de la estructura construida e indican, en tiempo real, cualquier región crítica que pueda generar distorsiones angulares que no son admisibles para la estructura.

Este sistema de monitorización, además de proporcionar información sobre la seguridad frente a los desplazamientos de la estructura durante la etapa de inyección, se utiliza para suministrar indicaciones sobre la respuesta global de la estructura construida y, por tanto, la eficacia de la etapa de inyección en el suelo.

Con la introducción de la primera etapa de detección y de las segundas etapas de detección por medio del dispositivo para la adquisición óptica 20 bidimensional o tridimensional de la parte (por ejemplo, por medio de un dispositivo de monitorización láser de escáner 3D, o por medio de un dispositivo de radar o similar), la función de controlar la efectividad de la inyección, típicamente realizada por sistemas topográficos de monitorización láser tradicionales, tal como se describe ampliamente en el documento EP 0851064, mejora significativamente ya que, no solo supervisa algunos puntos de la estructura, sino que extiende la observación a una parte bidimensional o tridimensional de la estructura construida.

La etapa de inyección prosigue hasta que el dispositivo para adquisición óptica 20 (por radar o por medio de dispositivos similares) proporciona indicaciones de que un desplazamiento global de la parte 2 de la estructura construida que está situada encima de la región de intervención 3 que se puede detectar, pero tan pequeño como se desee (un desplazamiento del orden de magnitud de la tolerancia del instrumento utilizado). De esta forma se mantiene uno de los criterios más conocidos para verificar la efectividad de una intervención por inyección en el suelo.

Por ejemplo, el desplazamiento es global cuando afecta a una cantidad determinada de puntos (desde unas pocas decenas hasta varios miles) que se distribuyen preferentemente de manera uniforme en la parte de estructura construida objeto de la intervención.

Si resulta necesario, como alternativa, la etapa de inyección puede ir más allá del desplazamiento global mínimo y puede producir el levantamiento o, en general, el desplazamiento de la estructura construida.

Existe una segunda categoría de intervenciones para las que prosigue la inyección hasta que el dispositivo de adquisición óptica 20 detecta, en cualquier parte de la estructura construida, la formación de distorsiones angulares próximas a las tolerancias permitidas para la estructura.

Las distorsiones angulares se definen como la relación entre el desplazamiento vertical diferencial entre dos puntos de la misma estructura construida (subsidencias diferenciales o elevación diferencial) y su distancia mínima.

Los expertos en la materia siempre pueden determinar las tolerancias admisibles con ayuda, por ejemplo, de tablas que listan los valores admisibles y los valores límite para las distorsiones angulares en función del tipo de edificio. A título de ejemplo no exhaustivo, a continuación, se dan los más significativos:

Distorsiones angulares límite según Bjerrum (1963)

Distorsiones angulares admisibles según Sowers (1962)

Los valores permisibles de las distorsiones angulares para la estructura construida en estudio se definen durante el diseño.

Finalmente, se indica una tercera categoría de posibles intervenciones intermedia entre las dos descritas anteriormente, en la que la inyección se puede interrumpir cuando la parte de la estructura construida que está situada encima de la región de intervención 3 alcanza una posición que se ha predefinido durante el diseño.

Es el caso de las estructuras construidas ligeras, como pavimentos o carreteras, que no ofrecen una oposición suficiente a la presión de inyección o a la presión de expansión de las mezclas de cemento o sintéticas. En la mayoría de estos casos, el desplazamiento general de la parte de la estructura construida que está situada por encima de la región de intervención puede resultar insuficiente para verificar la efectividad de la intervención y, por lo tanto, es preferible determinar durante el diseño el desplazamiento deseado en función de las características del suelo y de la estructura construida.

Otro ejemplo de intervención que se encuentra en esta categoría se refiere a los pavimentos industriales o civiles que presentan huecos importantes, de manera que se evita su uso normal. En este caso, el diseño podría prever el levantamiento local del pavimento a un nivel que se considere suficiente para recuperar su planitud, pero, en cualquier caso, mucho más alto que la tolerancia del instrumento de detección utilizado (por ejemplo, del orden de centímetros), aunque permanece muy por debajo del límite de deformación permisible de dicho pavimento.

Otros ejemplos de intervenciones que se encuentran dentro de esta categoría se refieren a edificios históricos o estructuras construidas que se encuentran a punto de colapsar y que no pueden tolerar desplazamientos importantes y para los que se dimensionan las inyecciones de forma adecuada en términos de cantidad de mezcla a inyectar y en términos de presiones de inyección. O edificios muy pesados para los cuales la detección de un desplazamiento general, especialmente con las primeras inyecciones, puede requerir cantidades de mezclas de cemento o sintéticas que superen las estrictamente necesarias para mejorar las características mecánicas e hidráulicas del suelo.

En estos casos, se interrumpe la etapa de inyección al alcanzar cantidades predefinidas de mezcla durante el diseño, aunque el criterio de eficacia mencionado anteriormente no se ha mantenido en todos los puntos de inyección.

Si el diseño requiere que la estructura construida no deba sufrir desplazamientos significativos, las inyecciones se interrumpirán cuando el sistema de detección de desplazamiento detecte un desplazamiento mínimo, del orden de la precisión del instrumento, incluso en un solo punto de la estructura construida.

La etapa de inyección también se puede realizar utilizando de manera alternativa o sucesiva mezclas de diferentes tipos.

Por ejemplo, para reducir los costes de la intervención, se puede prever una primera etapa de inyección de mezclas de cemento seguida de la inyección de mezclas sintéticas.

De lo contrario, si el suelo de cimentación presenta irregularidades en la región de intervención, se pueden utilizar diferentes tipos de mezclas sintéticas para optimizar los consumos y los resultados obtenidos.

La etapa de inyección también se puede realizar utilizando simultáneamente una pluralidad de bombas de inyección. En este caso, las inyecciones se pueden realizar limitando las distorsiones angulares que se inducen en la estructura, permitiendo la inyección de más mezcla de cemento o sintética antes de que se alcance el límite de deformación permisible, logrando así un mejor resultado.

En la práctica, se ha observado que el procedimiento según la invención consigue plenamente el propósito perseguido, ya que permite, de forma sencilla, rápida, eficaz y definitiva preservar la estructura construida frente a distorsiones excesivas que se pudieran producir durante la ejecución del trabajo para mejorar las características mecánicas e hidráulicas del suelo, sustituyendo o integrando sistemas de monitorización puntual por un sistema de seguimiento bidimensional o tridimensional de partes del edificio.

Cuando las características técnicas mencionadas en cualquier reivindicación vayan seguidas de signos de referencia, dichos signos de referencia se han incluido con el único propósito de aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y, por lo tanto, dichos signos de referencia no presentan ningún efecto limitativo en la interpretación de cada elemento identificado a título de ejemplo mediante los mismos.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para mejorar las características mecánicas e hidráulicas de suelos de cimentación de estructuras construidas existentes, caracterizado por que comprende:

- una primera etapa de detección bidimensional o tridimensional de por lo menos una parte (2) de la estructura construida (1);

- una etapa de identificación de por lo menos una región de intervención (3) en el suelo de cimentación debajo de dicha por lo menos una parte (2) detectada en dicha primera etapa de detección;

- una etapa de inyección, a través de una pluralidad de orificios (4) previstos por lo menos en una parte de dicha región de intervención (3), de una mezcla de cemento o sintética;

- unas segundas etapas de detección bidimensional o tridimensional, separadas entre sí en el tiempo, de dicha por lo menos una parte (2) durante dicha etapa de inyección;

- una etapa de interrupción de dicha etapa de inyección sobre la base de la información recopilada durante las segundas etapas de detección bidimensional o tridimensional de dicha por lo menos una parte (2).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que dicha etapa de interrupción de dicha etapa de inyección se lleva a cabo si la detección bidimensional o tridimensional de dicha por lo menos una parte (2) detectada en dichas segundas etapas de detección revela, entre dos detecciones sucesivas, en función del tipo de intervención:

a. un desplazamiento general de por lo menos una parte de dicha por lo menos una parte (2) que se sitúa por encima de dicha región de intervención (3); o

b. un desplazamiento diferencial de partes de dicha por lo menos una parte (2) que se corresponde sustancialmente con el límite de deformación permisible de dicha por lo menos una parte (2); o c. la consecución, sobre la parte que se sitúa por encima de la región de intervención (3), de una posición que fue predefinida durante el diseño.

3. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha parte (2) comprende por lo menos una parte de una estructura de piso.

4. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha parte (2) comprende por lo menos una parte de una pared vertical.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que dicha parte (2) comprende por lo menos una parte de un edificio.

6. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha primera etapa de detección y/o dichas segundas etapas de detección son llevadas a cabo por lo menos por un dispositivo de adquisición óptica (20).

7. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho dispositivo de adquisición óptica (20) comprende un dispositivo de escaneo láser.

8. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha primera etapa de detección y/o dichas segundas etapas de detección son llevadas a cabo por un dispositivo de radar.

9. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho dispositivo de radar es del tipo por interferometría.

10. Procedimiento según con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha primera etapa de detección y/o dichas segundas etapas de detección son llevadas a cabo por un dispositivo que emite/recibe ondas electromagnéticas y/o acústicas.

11. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha primera etapa de detección y/o dichas segundas etapas de detección están adaptadas para detectar una parte (2) desde el exterior o desde el interior de dicho edificio.

12. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha etapa de inyección no está limitada únicamente a la permeación.