Vibroflotación y Vibrosustitucion#7.Docx

VIBROFLO VIBRO FLOT TACI ACION ON Y VIBROSUSTITUCION INTEGRANTES: BAUTISTA FRANCISCO RAÚL GARCÍA QUINTERO BERTHA YULISSA G O N Z ÁL Á L E Z C ÁB Á B A L G A B RI RI E L SÁNCHEZ GONZÁLEZ MARÍA DEL PILAR

VIBROFLOTACION

Es un Procedimiento utilizado para la densificación de suelos granulares que consiste en la introducción de un cilindro vibratorio en el suelo para producir un reacomodamiento de sus partículas.

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Es una técnica de estabilización de los suelos granulosos tales como la arena, las gravas y terraplenes. El método consiste en poner las partículas en suspensión por vibración, para que puedan reordenarse en un estado más compacto.

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Las principales características de este proceso es mejorar la densificación de suelos granulares con poco contenido de finos, y así mejorar la capacidad del suelo para admitir mayores solicitaciones transmitidas por la estructura y reducir los asentamientos totales y diferenciales que esta genera. En suelos granulares con alto índice de vacíos es posible generar una compactación mediante la redistribución de sus partículas. En el caso de estos suelos la mejor forma de generar el reacomodo de los granos es por medio de vibraciones. También tiene utilidad en la modificación de la permeabilidad, estabilización de taludes, densificación de suelos para generar zonas de anclaje, etc.

CUANDO NO ES RECOMENDABLE En el caso de suelos granulares con un contenido de finos mayor a un 15 - 20 %, o derechamente suelos finos, ya sean limos o arcillas, no es recomendable la aplicación de métodos en base a la vibrocompactación ya que los resultados observados arrojan una baja densificación de la zona circundante y tan solo presenta una mejora en el punto de aplicación de la vibración.

Cabe mencionar que los suelos que se ven favorables a este proceso son del tipo gravoso y arenoso, los cuales se encuentran normalmente en las obras portuarias. En estas obras, al estar aledañas al mar, el terreno se encuentra saturado, el cual no es impedimento para la utilización de la vibrocompactación.

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Permitir la edificación de estructuras apoyados sobre este suelo no cohesivo, sin la necesidad de reemplazar éste por material de relleno estabilizado. Reducir los asentamientos totales y diferenciados ya que el suelo al no ser tratado, existen diferentes y reducidas densidades en distintos sectores a lo largo del emplazamiento del terreno. Disminuir el riesgo de licuación debido a la compactación de los suelos no cohesivos. Aumentar la capacidad de soporte del suelo, a través de la densificación del suelo, reduciendo el tamaño de las fundaciones.

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Incrementar el módulo de rigidez de dos a cinco veces.

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Reducir la permeabilidad de dos a cinco veces.

1.-La vibroflotación consiste en un sistema que posee un vibrador que es suspendido mediante tubos desde una grúa, el cual es introducido en el terreno a compactar gracias a su propio peso y un chorro de agua que sale desde la punta a gran presión. 2.- A medida que el vibrador avanza, el terreno es desplazado y una parte sale hacia la superficie hasta que el vibrador llega a la profundidad deseada. 3.-Una vez ahí, se detiene total o parcialmente el flujo de agua y se comienza a vibrar la porción de suelo hasta obtener la compactación deseada.

4.- en general se obtiene un primer índice de compactación registrando un cierto nivel de energía necesaria para seguir compactando, siendo éste el parámetro para definir el término de la compactación de la zona a vibrar. 5.- Posteriormente, se comienza a desplazar verticalmente el vibrador entre 50 y 120 cm, dependiendo de la exigencias. 6.- se repite el proceso de vibrado subiendo y bajando el vibrador para generar aún más compactación, gracias a la carga de compresión que ejerce el vibrador sobre las partículas, y también de permitir el descenso de los granos por los costados del vibrador. 7.-Al llegar el vibrador a la parte superior, se ha generado un cono en la superficie del terreno por lo que es necesario rellenar con material aportante para compensar aquel descenso producto de la densificación del terreno

1) Un vibrador, que está conformado por un cuerpo tubular de acero de unos 35 a 45 cm de diámetro, y de 2 a 4 toneladas, dentro del cual se aloja el motor. Conjuntamente al motor, se encuentran una serie de masas excéntricas respecto a un eje vertical, estas giran impulsadas por el motor induciendo vibraciones y fuerzas horizontales al terreno. 2) Un sistema de inyección de agua o aire por medio el cual circula el fluido encargado de facilitar la penetración del aparato. Este sistema de inyección es introducido por la parte superior de los tubos de prolongación hasta la punta del vibrador. Existen sistemas más modernos que incluyen salidas de aguas por los costados de los tubos llamadas toberas con el fin de cooperar con el avance de los tubos de acero.

3) Un aparato de soporte, este puede ser un grúa o estructura capaz de soportar las cargas.

La vibrosustitución constituye un método de mejora de terreno, mediante la rigidización que produce la introducción de columnas de grava en los orificios creados por el vibrador. La grava proporciona una mejor transmisión de la fuerza vibratoria al suelo circundante, y por lo tanto incrementa el efecto de densificación.

BENEFICIOS Otros beneficios son el control de la presión de poro por medio de la columna de grava, que actúa como dren, y la reducción de esfuerzos cortantes cíclicos en el suelo, debido a una concentración de esfuerzos en la columna, ya que posee mayor rigidez que el suelo que la rodea, además de tener un efecto de deformación limitada, Todo esto reduce la tendencia al incremento de la presión de poro, por lo que se obtiene una relación de presión de poro baja.

METODOS DE VIBROSUSTITUCION Los dos métodos de instalación más comunes son: vibrosustitución por vía húmeda y vibrosustitución por vía seca. Los procesos de vibrosustitución vía húmeda y vibrodesplazamiento implican la realización de la perforación por medio de agua y aire a presión, respectivamente, hasta una profundidad específica, alimentando la perforación con grava, a partir de esta profundidad se empieza a introducir y extraer el vibrador con una vibración de 30 Hz, por lo que la grava se empieza a densificar y adherir en el suelo circundante.

Ya que el relleno se deja caer desde la superficie, se puede utilizar tamaños de grava desde ¾” hasta 4”, tanto canto rodado como grava triturada. Es mejor utilizar una grava bien graduada en lugar de una uniforme, para lograr una columna con menos vacíos y por lo tanto más rígida.

PROCEDIMIENTO: a) Penetración Asistido por la inyección de agua, el vibrador oscilante penetra por peso propio hasta la profundidad deseada, según las características del terreno. El agua provoca un flujo hacia el exterior, removiendo y arrastrando las partículas de arcilla y creando un espacio anular alrededor del vibrador y del tubo de suspensión.

b) Sustitución Una vez alcanzada la profundidad a mejorar, se procede al relleno de grava por tramos de unos 50 cm, siendo compactada y penetrada, por la vibración, en las paredes del terreno natural. El movimiento del vibrador en ascenso y descenso, aunado a las fuerzas horizontales de la propia vibración y el flujo de agua a presión por las boquillas superiores, no permiten que se desarrolle el efecto de arqueo entre las paredes de la perforación, el relleno y el vibrador, este efecto aumentaría la resistencia a la penetración del vibrador.

c) Terminado El fin de cada escalón de ascenso y relleno, es indicado por la resistencia al bajar el vibrador, ésta es medida por el consumo de corriente eléctrica (amperes). Este proceso de ascenso y relleno se repite hasta alcanzar la superficie del terreno, obteniéndose una columna de grava compactada.

VIBROSUSTITUCIÓN POR VÍA SECA O VIBRODESPLAZAMIENTO Debe de ser grava bien graduada, con tamaños entre ¼” y ¾”. La grava puede ser de origen natural o procedente de trituración, debe ser dura y limpia (si n arenas ni finos). Al igual que en el caso anterior, se logra un íntimo contacto entre la grava compactada y el suelo natural que la rodea, debido al desplazamiento.

PROCEDIMIENTO: a) Penetración En esta técnica el vibrador penetra en el terreno por el efecto de la vibración y del peso propio del vibrador así como de los tubos de extensión. El terreno es desplazado lateralmente y se va creando una perforación de paredes estables, necesario para la extracción del vibrador, ayudado por la inyección de aire comprimido por la punta del vibrador. El aire comprimido sirve para mantener las paredes de la perforación estables y ayuda a la penetración, si el caudal y presión de aire son considerables pueden causar daños a la estructura de las arcillas normalmente consolidadas. .

b) Relleno Cuando se alcanza la profundidad requerida, se extrae el vibrador y se realiza el primer relleno de grava, siendo de unos 50 cm cuando se compacta. Para compactar el relleno el vibrador es introducido de nuevo, como si se tratara de una masa vibratoria, desplazándose la grava hacia abajo y lateralmente. Durante la extracción del vibrador, la succión creada por el peso del aparato en sus ascensos puede crear inestabilidades en las paredes de los tramos inferiores de la perforación. El aire comprimido compensa la succión y ayuda al izado del vibrador

c) Terminado El proceso de relleno se repite hasta completar la columna. El diámetro común de columna de grava obtenido con el método seco es de 60 a 75 cm. Así, con un mismo vibrador el diámetro de la columna resultante es menor en esta técnica que por la vía húmeda.

Tanto en el caso de la vibro-compactación como de la vibrosustitución (o columnas de grava), los tratamientos se realizan por medio de vibradores cilíndricos, capaces de efectuar perforaciones verticales sin extracción de terreno

G R A C I A S …