Gran éxito de convocatoria en la 19ª edición de las Jornadas Técnicas Semsig-Aetess

El Salón de actos del Edificio CETA del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (Cedex) acogió el pasado 21 de febrero la 19ª edición de las Jornadas Técnicas Semsig-Aetess, organizadas por la Asociación de Empresas de la Tecnología del Suelo y Subsuelo, y la Sociedad Española de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica. Cerca de 200 profesionales no quisieron perderse este año un completo e interesante programa de ponencias técnicas que giraron en torno a la temática central de ‘Avances en las técnicas de mejora del terreno y cimentaciones especiales’.

Las 19^as Jornadas Técnicas Semsig-Aetess han contado con la asistencia de cerca de 200 profesionales.

En lo que podría llamarse una vuelta a los orígenes, este año las Jornadas Técnicas Semsig-Aetess se han celebrado en el Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (Cedex), misma sede donde tuvieron lugar las cinco primeras ediciones (del 2001 al 2005) de este encuentro que se ha consolidado con los años como un indudable referente en el sector de la Geotecnia.

Inauguración de las jornadas. De izquierda a derecha: Álvaro Rodríguez Dapena, director de Planificación y Desarrollo de Puertos del Estado, Fernando Pardo, presidente de Semsig, José Trigueros, director del Cedex, y Rafael Casado, presidente de Aetess.

En un salón de actos completamente abarrotado, cerca de 200 profesionales pudieron disfrutar durante toda la mañana de un interesante programa técnico que este año tenía por temática

‘Avances en las técnicas de mejora del terreno y cimentaciones especiales’. En esta ocasión, las Jornadas tuvieron como organismo público colaborador a Puertos del Estado, que ya colaboró en la décima edición que tuvo lugar en Barcelona en febrero de 2010.

Como anfitrión del encuentro, José Trigueros, director del Cedex, fue el encargado de dar la bienvenida a todos los asistentes, recordando la vinculación que mantiene desde años esta institución con el sector de la Geotecnia. Durante su discurso también quiso tener unas palabras de recuerdo para el profesor Carlos Oteo Mazo, uno de los grandes referentes de la Geotecnia en España, que falleció el pasado 2 de febrero. A lo largo de su carrera, el profesor Carlos Oteo Mazo fue, entre otros cargos, catedrático de Ingeniería del Terreno por las Universidades de Granada y A Coruña, director del Laboratorio de Geotenia del Cedex, y secretario de la Sociedad Española de Mecánica de Rocas. Como recordaba José Trigueros, justo hace un año, las 18ª Jornadas Técnicas Semsig- Aetess fueron el escenario elegido para presentar el libro del profesor Carlos Oteo Mazo ‘Un paseo desde el Pasado al Presente Geotécnico Español’, una gran labor de recopilación de sus experiencias y vivencias en los casi 50 años de su actividad geotécnica.

Fernando Pardo, presidente de Semsig.

“Se nos ha ido un excelente geotécnico, un gran profesor y una grandísima persona”, señalaba durante su intervención Fernando Pardo, presidente de Semsig, quien anunciaba además que, como homenaje a la labor realizada por el profesor Carlos Oteo Mazo, el premio anual al mejor artículo que organiza la Sociedad Española de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica llevará a partir de ahora su nombre. El 13 de marzo se entregará en la Escuela de Ingenieros de Caminos de Madrid el premio de este año, coincidiendo con la celebración de la Conferencia Anual de Semsig y con su Junta General de asociados.

Rafael Casado, presidente de Aetess.

Rafael Casado, presidente de Aetess, también quiso homenajear al profesor Carlos Oteo Mazo, recordando la estrecha vinculación que mantuvo con las Jornadas Semsig-Aetess desde su constitución. De hecho, fue miembro del comité fundador de estas Jornadas y ejerció de ponente en ocho de las 18 ediciones anteriores. Además, durante su trayectoria profesional colaboró en numerosas ocasiones con los miembros de Aetess en el desarrollo de sus proyectos geotécnicos. “Era una persona siempre dispuesta a la ayuda, no importaba el día ni la hora. Escuchaba, preguntaba y recogía todas las opiniones antes de dar su dictamen. Era un auténtico currante”, destacaba Rafael Casado.

Las 19^as Jornadas técnicas Semsig-Aetess tuvieron este año como colaborador a Puertos del Estado. En virtud de ello Álvaro Rodríguez Dapena, director de Planificación y Desarrollo de Puertos del Estado, puso en valor el gran esfuerzo inversor que se ha realizado en nuestro país durante los últimos años para mejorar y potenciar nuestras infraestructuras portuarias, hasta el punto de haber más que duplicado el volumen de mercancías que se manejan en nuestros puertos (de 250 millones de toneladas/año de los 90 a los cerca de 560 millones de toneladas/año actuales).

Álvaro Rodríguez Dapena, director de Planificación y Desarrollo de Puertos del Estado.

Álvaro Rodríguez recordaba que ni tan siquiera la crisis económica ha impedido que nuestras infraestructuras portuarias de alta capacidad sigan siendo una referencia entre los países de nuestro entorno. En este sentido destacaba la importancia que tiene la Geotecnia para la ejecución de cualquier proyecto portuario, y de ahí el fuerte lazo que ha mantenido tradicionalmente Puertos del Estado con entidades como el Laboratorio de Geotecnia del Cedex, o su implicación en diversos proyectos de I+D+i relacionados con la propia Geotecnia.

Antes de terminar su intervención, Álvaro Rodríguez dejaba dos reflexiones. En primer lugar, la importancia de mirar cada vez más hacia un mantenimiento preventivo e inteligente de las infraestructuras ante el grado de madurez alcanzado ya por muchas de ellas. Y en segundo lugar la necesidad de inocular de forma tranversal la innovación, apostando claramente por la digitalización para mejorar los procesos en la toma de decesiones.

La primera de las ponencias de la mesa de diseño corrió a cargo de Enrique Asanza, director de Programa en el Laboratorio de Geotecnia del Cedex, el cual analizó los métodos predictivos en proyectos de precargas de suelos blandos.

Enrique Asanza, director de Programa en el Laboratorio de Geotecnia del Cedex.

La precarga es uno de los métodos de mejora de suelos blandos más comunes y técnicamente menos sofisticados en Geotecnia. Merced a ella se logra preconsolidar el suelo, reduciendo mucho los asientos postconstrutivos, a la par que se aumenta su resistencia al corte sin drenaje. El modo más elemental del tratamiento de precarga consiste sencillamente en verter de modo provisional una altura de tierras sobre el terreno a tratar, tal que ejerza una presión superior a la que ha de soportar en servicio.

Dado que el tratamiento suele realizarse sobre grandes extensiones para mejorar capas blandas de espesor finito, por lo general se dan condiciones edométricas. Lógicamente, en las inmediaciones del perímetro del área precargada no se dan estas condiciones. De hecho, allí la precarga genera una descompensación tensional (aumento de tensiones desviadoras) en condiciones no drenadas que pone en riesgo de rotura el derrame de tierras a través de la capa blanda, detalle que ha de estudiarse con detenimiento e instrumentarse.

Como generalmente se mejoran suelos finos saturados (e incluso sumergidos, sobre todo en el ámbito portuario), el tratamiento requiere un cierto tiempo de espera para que sea efectiva la transferencia de presión desde el agua al esqueleto sólido del suelo tratado. Evidentemente, se trata de un problema clásico de consolidación unidimensional (vertical).

Cuando el suelo a mejorar son arcillas muy masivas de cierto espesor, o bien no hay certeza de que las intercalaciones de niveles permeables sean francas, conviene acompañar el tratamiento con la hinca de mechas drenantes que penetren en todo el espesor arcilloso. Las mechas aceleran formidablemente el proceso de consolidación, pues el flujo con el que se liberan las sobrepresiones se torna primordialmente horizontal (radialmente) hacia las mechas, que son contornos a presiones hidrostáticas bastante próximos entre sí (por lo general, de 1,5 a 3 m). Por eso las mechas son cruciales cuando los tiempos de espera pueden comprometer los plazos de obra.

Enrique Asanza repasó, en primer lugar, las incertidumbres asociadas al diseño de tratamientos mediante precarga; seguidamente abogó por la integración de los métodos de predicción en los proyectos para estos tratamientos y aportó algunas ideas al respecto; y por último, expuso tres métodos de predicción menos conocidos, empleados satisfactoriamente por el Laboratorio de Geotecnia en el ámbito portuario. Dedicó especial atención al método hiperbólico (Sridharan & Rao, 1981; Sridharan et al, 1987; Tan et al, 1991; Tan, 1995).

A continuación, Jorge Castro, profesor titular de Ingeniería de Terreno de la Universidad de Cantabria, centró su ponencia en los avances en el diseño y cálculo de columnas de grava.

Jorge Castro, profesor titular de Ingeniería de Terreno de la Universidad de Cantabria.

Su intervención se centraba en las columnas de grava, y más concretamente en el cálculo de asientos y reducción del tiempo de consolidación, que son ámbitos en los que el profesor ha desarrollado su labor investigadora dentro del Grupo de Geotecnia de la Universidad de Cantabria desde el año 2004.

En la ponencia consideró aspectos teóricos, pero con un enfoque práctico para que puedieran resultar útiles en el diseño de columnas de grava. Tomó como punto de partida comunicaciones previas, en concreto: Sagaseta (2006) (6as Jornadas Técnicas Semsig-Aetess), Sagaseta (2011), Castro et al. (2016) y Castro (2017a), y presentó una breve introducción a la técnica, un ejemplo de cálculo en el que se comparan diferentes metodologías, comentarios sobre grupos de columnas y sobre consolidación secundaria, y un resumen de las principales conclusiones.

Como obra de referencia en el sector, este año las Jornadas Semsig-Aetess desarrollaron las cimentaciones especiales que tuvo que realizar gGravity, empresa de ingeniería de Dragados, para la construcción del nuevo puente atirantado Queensferry Crossing sobre el estuario del Forth en Edimburgo (Reino Unido). El encargado de hacer la presentación fue Manuel Pita, del servicio de Geotecnia de gGravity Engineering.

Manuel Pita, de gGravity Engineering.

Este puente atirantado tiene una longitud total de 2.638 m, con dos vanos principales de 650 m cada uno, sustentados por tirantes a tres torres de 210 m de altura, lo que le ha llevado a ser el segundo puente atirantado más largo del mundo.

La cimentación de dos de las torres principales (la ST y la NT) y de una de las pilas de acceso (la S1), se realizó mediante cajones circulares metálicos prefabricados de gran diámetro, que se hincaban en el terreno entre 20 y 25 m hasta alcanzar el sustrato rocoso. A estos cajones se les acoplaba, a modo de prolongación, otro cajón temporal de 11 m de altura que permitía el trabajo en seco en el interior del recinto.

La torre central (CT) se cimentó directamente sobre la isla de ‘Beamer Rock’, con la ayuda de una estructura metálica prefabricada a modo de recinto para permitir el trabajo en seco en el interior de la misma.

El resto de cimentaciones del puente situadas dentro del Estuario (S6, S5, S4, S3, S2 y N1) se realizaron mediante recintos tablestacados de menor tamaño, que permitieron excavar hasta el sustrato rocoso, conteniendo el agua y las tierras situadas por encima del mismo.

Tras la pausa para el café, se abrió la segunda parte de las Jornadas, la Mesa de Ejecución y Control, con diferentes presentaciones moderadas por Goran Vukotic, de Keller Cimentaciones. La primera de ellas, la titulada ‘Nuevos desarrollos en la aplicación de técnicas de soilmixing’ desarrollada por José Luis Arcos, de Rodio Kronsa.

José Luis Arcos, de Rodio Kronsa.

La adición de un conglomerante hidráulico al terreno para mejorar las características resistentes y deformacionales o reducir la permeabilidad del mismo es un método habitual en la praxis geotécnica. La inyección localizada a presión de lechadas de cemento, en función de la naturaleza del terreno y la finalidad conseguida, lleva a diferenciar los tratamientos como inyecciones de impregnación, compactación y fracturación. Estos tipos de inyección presentan siempre ciertas dudas sobre la localización final del producto ligante inyectado y la geometría del volumen tratado. Frente a las inyecciones a presión, localizadas, aparecen otro tipo de mejora por adición de material conglomerante que pudiéramos denominar inyección por desestructuración, que consiste en la desestructuración del terreno y mezclado del mismo con un fluido conglomerante.

En las inyecciones por desestructuración podemos distinguir dos métodos: la desestructuración por jet hidráulico y la desestructuración por medios mecánicos. El primer método se denomina jet-grouting, donde la desestructuración del terreno se realiza por medio de la energía de un chorro de fluido a muy alta velocidad (jet) y la adición del cemento se realiza en forma de lechada, siendo habitual que sea esta misma lechada el fluido que constituye el jet que erosiona el terreno.

La otra forma de conseguir la desestructuración es mediante la erosión del terreno con herramientas mecánicas diseñadas a tal fin y el batido con adición simultánea del material conglomerante (soilmixing). José Luis Arcos presentó durante su ponencia algunos de los procedimientos de este tipo que actualmente están disponibles en el mercado de las cimentaciones especiales y sus particularidades.

La siguiente de las ponencias fue desarrollada por Enmanuele Carvajal, de Keller Cimentaciones, y estuvo centrada en los avances en la ejecución y control de jet-grouting y columnas de grava off-shore.

Enmanuele Carvajal, de Keller Cimentaciones.

En los últimos años se han producido avances significativos respecto a varias técnicas de mejora del terreno como son el jet grouting y las columnas de grava.

El jet grouting es un tratamiento de mejora de suelos que consiste en la conformación de columnas o seudocolumnas de suelo-cemento. El material resultante es denominado Soilcrete, y posee unas características geomecánicas similares a las de un mortero o incluso hormigón pobre.

La conformación de las columnas o seudocolumnas de suelo cemento se consigue mediante la acción conjunta de un medio erosivo (aire, agua o lechada), que aplicado como un chorro (jet) erosiona y mezcla el terreno mediante la combinación de un movimiento de rotación y de ascenso de los útiles de perforación.

Jet Grouting – Soilcrete de Keller se puede ejecutar tanto vertical como inclinado, y con diversos diámetros, los cuales dependen básicamente de la naturaleza del terreno, del método de ejecución adoptado y de los parámetros de ejecución, fundamentalmente presión, caudal de inyección, y velocidades de rotación y ascenso de los varillajes.

Para explicar las ventajas de las técnicas Geopier en la mejora de suelos y su desarrollo en España, las 19^as Jornadas Semsig-Aetess contaron con la presencia de Eduardo Manzano, del Grupo Terratest.

Eduardo Manzano, del Grupo Terratest.

En primavera de 1984, el Dr. Nathaniel S. Fox comenzó en Estados Unidos el desarrollo del método de refuerzo del terreno que se convertiría en el sistema de cimentación intermedia (Intermediate Foundation) Geopier. Su objetivo, ajeno a la técnica de columnas de grava –poco difundida allí por aquel entonces– era refinar y optimizar, por sus limitaciones y frecuentemente elevado coste, la ancestral mejora de suelos pobres, compresibles y con baja capacidad portante, para el apoyo de cimentaciones directas, mediante su retirada y sustitución por un material seleccionado de mejores prestaciones, generalmente áridos, gravas o suelos granulares de alta calidad y reducido contenido de finos, o bien hormigón pobre o ciclópeo.

Buscaba, por tanto, un procedimiento más práctico y eficiente para reemplazar suelos pobres por materiales más rígidos y resistentes, que requiriera equipos de obra relativamente ligeros, que aprovechara al máximo las propiedades del terreno existente y que diera como resultado un bloque de terreno mejorado que en su conjunto ofreciera capacidad portante y rigidez suficientes para el apoyo de cimentaciones directas.

Con la asesoría de los doctores Richard L. Handy y Richard D. Barksdale, antiguos profesores suyos, y la colaboración del Dr. Evert C. Lawton, co-titular de la primera patente de geopiers, se desarrolla el concepto básico consistente en:

• realizar una perforación y retirar un cierto volumen del suelo compresible con una barrena,
• verter grava en el fondo de la perforación,
• mediante la aplicación de energía (presión e impacto), densificar la grava para formar un bulbo de
• punta y al mismo tiempo pre-tensionar y pre-deformar el terreno existente bajo el mismo,
• y en tongadas de unos 30 cm de espesor (una vez compactadas con el mismo pisón que el bulbo), construir una columna de árido/agregado compactado o apisonado 1 (Rammed Aggregate Pier, RAP, o genéricamente geopier).

Por el propio proceso constructivo, en tongadas, la columna presentará una superficie ligeramente lobulada y habrá generado en el terreno un importante incremento de presión radial, provocándole cierto grado de sobreconsolidación (disminuyendo su deformabilidad y aumentando su resistencia), y la elevada presión horizontal que confinará la columna la dotará de una gran rigidez.

A continuación Eduardo Martínez, de Menard España, describió en qué consisten las Columnas Bi-Módulo y puso algunos ejemplos de aplicación.

Eduardo Martínez, de Menard España.

El objetivo de esta técnica, de manera similar a otros tratamientos del terreno, es crear un conjunto de suelo mejorado con unas características geomecánicas sensiblemente superiores a las del terreno original.

La peculiaridad de las Columnas Bi-Módulo (CBM) es que combinan una parte inferior rígida (Inclusión rígida Columna de Módulo Controlado (CMC) compuesta por un hormigón o mortero) con una parte superior flexible (columna de grava), lo que presenta una serie de ventajas:

• Permite minimizar el espesor de la capa de transferencia de carga e incluso se puede llegar a prescindir de ella. 

• Se pueden ajustar fácilmente a problemas de nivelación ya que es posible excavar directamente el cabezal de grava. 

• Bajo zapatas en zonas sísmicas se elimina la obligatoriedad de tener que colocar un colchón de reparto. 

• Mejora el comportamiento de las inclusiones frente al punzonamiento y la distribución de las cargas. 

• Se evitan sobre-excavaciones para constituir la capa de transferencia de carga.


Seguidamente Gustavo Armijo, de Geocisa, presentó los avances en las inyecciones con tubos manguito y el deep soil mixing y las nuevas aplicaciones de ambas técnicas, en tres zonas de las obras de Crossrail, desarrollados por Geocisa, entre 2010 y 2014.

Gustavo Armijo, de Geocisa.

Generalmente, las grandes obras de infraestructura, como el proyecto Crossrail en Londres, constituyen una oportunidad para desarrollar avances en las técnicas de mejora del terreno que permiten nuevas aplicaciones de dichas técnicas.

En concreto, estos avances y nuevas aplicaciones de las inyecciones con tubos manguito y del deep soil mixing se produjeron en los trabajos desarrollados por Geocisa, en siguientes tres zonas de las obras de Crossrail:

• El portal de salida de las tuneladoras en Pudding Mill Lane 

• El portal de recepción de las tuneladoras en Victoria Dock
• 
El paso de las tuneladoras bajo la estación de Farringdon

Los principales avances en las inyecciones con tubos manguito fueron:

• La perforación de los taladros con registro de parámetros 

• El control de desviación de los taladros
• 
La utilización de plantas de inyección automáticas y con registro de parámetros
• 
La utilización de un sistema de gestión de datos

Para desarrollar la ponencia de ‘Tratamientos singulares con micropilotes e inyecciones. Aplicaciones en obras lineales’, las Jornadas contaron con la participación de Javier Rojo, de Site.

Javier Rojo, de Site.

El Área de Geotecnia de la Dirección General de Carreteras del Gobierno de España solicitó al Cedex la asistencia técnica para el estudio de patología que se estaba produciendo la calzada de la carretera en sentido Santander de la autovía A-8, junto a la localidad de Reocín, en la que existían varias zonas en las que se producían periódicamente asientos en el firme de la autovía. Los asientos, en ocasiones, llegan hasta 1 m de profundidad. Hasta ese momento, cuando se observaba un proceso de evolución de asientos se actuaba mediante la ejecución de taladros en la calzada a través de los cuales se introducía por gravedad una lechada de cemento muy viscosa.

Con fecha febrero de 2016 el Cedex emitió el informe sobre el ‘Asiento de la calzada sentido Santander de la autovía A-8, junto a la localidad de Reocín’. En él se realizaba un resumen de los daños ocasionados por condiciones climatológicas adversas desde el año 2011 hasta 2015, años en los que se tuvieron que llevar a cabo varias actuaciones con el objetivo de reforzar varios viales para restablecer la seguridad y estabilidad de la carretera para los usuarios. Se mostraban y establecían varias actuaciones ejecutadas para dar solución a los problemas acaecidos, prevenir los riesgos emergentes y aumentar la resiliencia de las carreteras en fase de explotación. En dicho informe se concluye con la solución que posteriormente se adoptó mediante la ejecución de dos losas micropilotadas.

Las 19^as Jornadas Técnicas Semsig-Aetess se cerraron con un dinámico coloquio en el que participaron todos los ponentes contestando a las preguntas planteadas por los asistentes. Fernando Pardo, presidente de Semsig, y Rafael Casado, presidente de Aetess, realizaron el acto de clausura, no sin antes invitar a todos a cerrar el acto con un vino español.

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Colaboradores:

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• gGravity
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