Sustitución del terreno como técnica de mejora

Figura 1. Mototraílla excavando y transportando material.

La forma más directa de mejorar un terreno de mala calidad es sustituirlo. Sería el caso de suelos blandos, con baja capacidad portante, que presentan deformaciones diferidas importantes o incluso que provoquen roturas parciales en terraplenes. Aparentemente se trata de una solución sencilla en terrenos blandos, pero puede ser problemática desde el punto de vista medioambiental debido a la cantidad de trabajos de excavación y movimiento de tierras necesarios.

El proceso pasa por excavar y retirar el terreno original que presenta una capacidad portante baja, tales como rellenos antrópicos, tierra vegetal, arcillas y limos blandos, arcillas expansivas, suelos colapsables, etc. El material retirado se sustituye por la aportación de otro de mayor calidad que deberá ser compactado. Sin embargo, también es posible aportar terreno sin necesidad de retirarlo previamente cuando se construyen terraplenes, salvo la posible retirada del material que formará el cimiento del terraplén, si éste es inadecuado.

En otras ocasiones, se elimina parte del material y se sustituye por otro de menor peso para reducir la sobrecarga. Es el caso del uso de geoespumas de bloques de poliestireno expandido que se han utilizado en la rehabilitación de infraestructuras y en la construcción de carreteras y terraplenes.

Figura 2. Uso de geoespuma de poliestireno expandido. https://www.epsindustry.org/other-applications/geofoam

Se trata de un método sencillo cuando la profundidad de excavación no supera el entorno de los 3-4 m y se encuentra por encima del nivel freático. En caso contrario, se debe eliminar con maquinaria adecuada, como puede ser una dragalina; después se rellena con escollera para alcanzar cierto grado de compacidad. Otra complicación puede aparecer cuando los suelos son excesivamente blandos, como las turbas, donde a la maquinaria se le dificulta su trabajo.

Las ventajas de este procedimiento es que es aplicable a cualquier tipo de terreno que sea excavable. Además, la mejora se alcanza en un corto periodo de tiempo en comparación con otras técnicas que supongan la consolidación, por ejemplo. Asimismo, la capacidad de carga y los asientos del terreno se pueden controlar fácilmente.

Os dejo a continuación un vídeo de una dragalina extrayendo material.

En este otro vídeo podemos ver la colocación de bloques de poliestireno expandido.

References:

CHU, J.; VARAKSIN, S.; KLOTZ, U.; MENGÉ, P. (2009). Construction Processes. Proceedings of the 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, pp. 3006-3135. IOS Press, doi:10.3233/978-1-60750-031-5-3006

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

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Vertido de material dragado mediante el sistema rainbowing

El vertido del material dragado por una draga de succión en marcha se puede realizar a través de una tubería o bien bombeándolo a distancia con una tobera curva. Es el llamado método “rainbowing” y que es muy utilizado en regeneración de playas o cuando se quiere restaurar el terreno detrás de un dique. La limitación está en que la pulpa (material + agua) no puede alcanzar más de 100 m de distancia.

A continuación os presento un vídeo para que veáis cómo se realiza dicha impulsión.

Referencias:

CLEMENTE, J.J.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; MARTÍ, J.V. (2006). Temas de procedimientos de construcción. Equipos de dragado. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2006.4038.

Importancia de las obras de dragado

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Dragagem_Luschi.jpg
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Dragagem_Luschi.jpg

Entendemos por dragado al conjunto de tareas de limpieza de rocas, sedimentos y otros materiales situados bajo el agua, ya sea en medio marino, fluvial o lacustre. Comprende las operaciones de extracción, transporte y vertido de dichos materiales. El objetivo puede ser aumentar el calado de ríos, canales o accesos portuarios para facilitar el tráfico de embarcaciones o bien aumentar la capacidad de transporte de agua en ríos para evitar inundaciones aguas abajo. La extracción de materiales se realiza mediante equipos de dragado, el transporte del material del punto de extracción al de vertido se puede realizar con la misma embarcación que realiza el dragado, mediante gánguiles de carga o por tuberías. Por último, el vertido suele realizarse por el fondo de la embarcación de transporte o bien mediante bombeo por tubería, si bien últimamente el aprovechamiento de los materiales dragados es cada vez más frecuente.

La aplicación de los dragados es muy amplia, fundamentalmente ingeniería civil y minería. Se clasifican según: objetivo del dragado, emplazamiento y características de los terrenos a dragar. El dragado se considera como un medio para conseguir un objetivo determinado. Entre otros se podrían enunciar los siguientes:

  • Construcción y ampliación de puertos
  • Mantenimiento y mejora de calados en puertos y cauces
  • Mantenimiento y mejora de capacidad de desagüe en ríos y canales
  • Recuperación de zonas bajas inundables y drenaje de zonas pantanosas
  • Sustitución de terrenos de bajas características geotécnicas
  • Creación de suelo ganando terreno al mar
  • Cimentación y protección de Obras marítimas (offshore)
  • Construcción de rellenos para bases de carreteras, diques y aeropuertos
  • Trincheras submarinas para oleoductos, tuberías y emisarios
  • Extracción de materiales para la construcción y minerales
  • Extracción de sedimentos y áridos marino
  • Extracción de arenas para la regeneración de playas
  • Creación de Islas artificiales en aguas costeras
  • Limpieza de fondos contaminados y sustitución de los mismos
  • Actuaciones de regeneración de hábitats subacuáticos

 

Draga con tolva continua. https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Draga_con_tolva_continua.jpg
Draga con tolva continua. https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Draga_con_tolva_continua.jpg

Las operaciones de dragado requieren de altas inversiones en maquinaria y medios especiales, por lo que la elección del equipo para caso determinado resulta crítica. Una primera clasificación de los equipos atendería a los métodos de excavación, forma de operación y desalojo del material (subida del material a la superficie). De esta forma tendríamos dragas mecánicas, dragas hidráulicas y dragas especiales. Las primeras utilizan medios mecánicos para la excavación y el desalojo, mientras las segundas lo hacen con medios hidráulicos (succión o inyección). Los medios especiales son muy diversos y de usos muy específicos.

Antes de realizar un dragado, se necesitan conocer una serie de aspectos sobre las zonas de extracción y de vertido como son la batimetría, las características geotécnicas y geológicas del material a dragar y las condiciones medioambientales de las zonas de dragado, transporte y vertido. Estos datos servirán para reducir al máximo posible los costes ambientales y económicos asociados.

También podéis consultar mi canal Youtube para ver más vídeos de obras marítimas y dragados: https://www.youtube.com/playlist?list=PLcy8Kq2fLuWlw_QLb3O6M3tvYxyFoqYNG

Referencia:

CLEMENTE, J.J.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; MARTÍ, J.V. (2010). Temas de procedimientos de construcción. Equipos de dragado. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 2010.4038.