21 Nov 2023 Compactación dinámica y control de vibración: obra de construcción de viviendas en Puerto Aysén
Por Luis Hueicha, coordinador Subcomité AICE Regiones.
«Las opiniones y antecedentes indicados en esta columna son de exclusiva responsabilidad de su(s) autor(es)».
La compactación dinámica mejora las capacidades soportantes del suelo y densifica los estratos en profundidad mediante aplicación de una serie de esfuerzos dinámicos en superficie, generados por la caída de una masa (W) desde una altura definida (H), esto se realiza con una grúa o algún equipo especial, que cumpla con los estándares de seguridad y capacidad mecánica.
Los pesos de la masa comúnmente utilizados son de 10 a 50 toneladas y la altura de caída libre varía entre 5 y 30 metros, dependiendo de los niveles de mejora y profundidad que se quiere lograr. La ventaja es que permite mejorar estratos licuables de gran espesor, además, por ser un equipo sencillo, es bastante económico para grandes extensiones y posee una rápida velocidad de ejecución.
La compactación dinámica es un método de mejoramiento de suelo que ha tenido un buen desempeño para diversos tipos de suelo en distintas partes del mundo. Esta técnica es más efectiva en suelos arenosos de alta permeabilidad. Actualmente, esta metodología también es aplicable para suelos con un mayor contenido de finos, siempre y cuando se utilicen drenes que permitan la disipación del exceso de presiones de poro.
Una zanja de 2.5m alrededor del terreno permite cortar las ondas de superficie (Rayleigh y Love) y así disminuir las vibraciones en las zonas aledañas al mejoramiento. De igual manera, esto debe ser verificado con un sistema de monitoreo de velocidad de partícula para evitar posibles daños.
Ejecución de plan de monitoreo para la velocidad de partícula:
En el proyecto Amuyén de Puerto Aysén, durante la ejecución de la cancha de prueba se especificó medir la velocidad de partícula a una distancia que simule las condiciones más desfavorables para las viviendas o infraestructuras adyacentes.
El monitoreo de las velocidades de partícula fue realizado con geófonos o sismógrafos. Se debió generar un arreglo perpendicular y alineado a los golpes para medir la atenuación de la velocidad. Con esto se pudo construir una ecuación de atenuación específica para el sitio y las condiciones de diseño, donde fue posible estimar la velocidad de partícula en función de la distancia del golpe. El estudio de suelos indicó usar distintas leyes de atenuación para diversos niveles de energía (solo variando la altura de caída y dejando la masa constante).
En los casos en los que se superó una velocidad máxima de partícula de 20 mm/s, se debió cavar una zanja de 2.5m de profundidad (Talud 1H/2V), con 1 metro de ancho en todo el perímetro que colinde con las viviendas o infraestructuras y volvió a monitorear las velocidades de partícula. La distancia de los sensores en la cancha de prueba debió hacerse simulando las condiciones del sitio, con respecto a las viviendas o infraestructuras más cercanas.
Si el volumen del cráter producto de la aplicación del golpe era igual al volumen de que aflora a los costados del golpe, se detuvo la compactación dinámica y permitió que el exceso de presiones de poro se disipe antes de reanudar el trabajo.
En el caso de lluvia, se debió evitar la acumulación de agua dentro de los cráteres. En los casos en los que durante la aplicación de energía la profundidad del cráter superó los 1.5m, desde la superficie del suelo, el terreno se niveló y compactó para luego retomar con los golpes faltantes.
Los tiempos de ejecución entre golpes para la condición sin mechas drenantes pueden ser aumentados dado que la disipación de las presiones de poro puede ser más lenta, esto solo fue cuantificado una vez que se midió las presiones de poro en la cancha de prueba.
Finalmente, cualquier condición de diseño que logre el mejoramiento de aproximadamente 10m en profundidad, con un número de golpes mínimo de Nspt = 24 permitirá obtener asentamientos por licuación tolerables (5.5cm) para una estructura liviana. Esto significa que se puede optar por variar la altura de caída, el peso de la masa, el número de pasadas, etc. siempre y cuando se cumplan estos asentamientos mínimos por licuación.
