Cuando se realiza un mejoramiento de suelos es indispensable llevar a cabo una serie de monitoreos que permitan asegurar que la técnica de mejoramiento se ejecuta correctamente y con calidad, así como para comprobar si el resultado final es el esperado. El monitoreo se debe realizar en tiempo real, durante la ejecución, pero en ocasiones también semanas después la aplicación del mejoramiento de suelos, pues los efectos y sus resultados pueden desarrollarse más adelante.
El monitoreo es necesario para conocer lo que va ocurriendo durante la ejecución y que esta última no sea una actividad realizada a ciegas o que se base solo en una definición preliminar, ya que esta definición puede ser inexacta, muy conservadora o, en el peor de los casos, errónea, audaz y/o de consecuencias fatales para el proyecto.
Además, deben generarse registros físicos y/o electrónicos de los monitoreos realizados con los que se pueda dar seguimiento y trazabilidad, y que formen parte de un sistema completo de aseguramiento de calidad.
Es, por tanto, indispensable contar con una buena instrumentación de los equipos de construcción para asegurar la calidad de los trabajos de mejoramiento de suelos.
El caso típico de instrumentación, monitoreo y registro es el que se realiza durante la instalación de inclusiones rígidas (CMC) o flexibles (Columnas de Grava), en el que se miden parámetros como profundidad, par rotor de la barrena, fuerza de empuje descendente, velocidad de avance en la perforación, volúmenes de concreto, de mortero o de grava incorporados, presiones de inyección, intensidad eléctrica, tiempos, entre otros, de manera que se reconoce el tipo de suelos atravesados, las profundidades alcanzadas, el perfil de la inclusión generada, y los datos específicos en cada punto tratado.
Es de hacer notar que medir solo la profundidad alcanzada durante la ejecución no es suficiente.
El monitoreo también permite definir los criterios constructivos para definir la instalación (criterios de paro) o ejecución del mejoramiento de suelos pues hace posible comparar las características de los suelos descritos en estudios geotécnicos realizados previamente, contra los parámetros reales medidos. Es así como, por ejemplo, es posible tener la certeza acerca de las condiciones del estrato de suelo en el que se está colocando el pie de una inclusión, o tener la seguridad de que se está llevando a cabo un empotramiento suficiente de ésta en un estrato determinado.
Por último, es importante mencionar que, dado que el monitoreo se realiza en todos y cada uno de los puntos de mejoramiento, los registros obtenidos hacen mucho más evidente las condiciones geotécnicas de la totalidad del terreno en el que se ha realizado la mejora, y con esta información, es posible generar modelos matemáticos alimentados de datos reales que ayuden a pronosticar con mucho mayor precisión el comportamiento global de los suelos mejorados, interactuando con las cargas, rellenos, estructuras o infraestructuras futuras.
Columnas de Grava (CG), Alajuela, Costa Rica
En el proyecto se instalaron Columnas de Grava de 850 mm de diámetro para aumentar la capacidad de carga del terreno que debía soportar las zapatas y los contrapisos que formaban parte de un CEDI construido en Alajuela, Costa Rica. La capacidad admisible asegurada fue de más de 120 kPa, y los asentamientos absolutos se redujeron a menos de una pulgada. Las Columnas de Grava se construyeron por vibración a través de un vibroflot suspendido de una grúa y alimentación de la grava por fondo, en vía seca.
En todas y cada una de las columnas instaladas se llevó a cabo el monitoreo de los parámetros de construcción siguientes: profundidad, tiempo de penetración y tiempo de colocación de grava, intensidad eléctrica ocurrida en el vibroflot y volumen de grava incorporado. Gracias a ello se generaron registros de construcción que permitieron confirmar y precisar las características del terreno existente, así como asegurar el diámetro y la calidad de la compactación de las Columnas de Grava en toda la profundidad instalada.
El parámetro de intensidad eléctrica fue correlacionado directamente con la resistencia a la penetración del terreno (Número de golpes de la prueba de penetración estándar, Nspt), así como con la compactación de la grava en cada profundidad. A mayor intensidad, mayor dureza del terreno y mayor compactación alcanzada en la grava.
El monitoreo permitió determinar la profundidad a la que columna de grava debía desplantarse, pues la estratigrafía presentaba condiciones irregulares en las diferentes zonas del proyecto, y además se aseguró el diámetro mínimo necesario para cada columna, según el volumen de grava incorporado.
Con los datos obtenidos de los registros, considerando las profundidades reales de las columnas de grava, fue posible realizar una serie de análisis ingenieriles posteriores al tratamiento con los que se pudo determinar que la instalación masiva de las columnas cumplía ampliamente con los criterios de deformación diferencial menores 1/1000 especificados en el proyecto.
Mechas drenantes para aceleración de la consolidación, Colón, Panamá
Para este proyecto se realizaron sondeos preliminares para conocer los suelos existentes y con ello se determinó que las Mechas Drenantes o Drenes Verticales Prefabricados (DVP) eran la solución ideal para consolidar aceleradamente las arcillas existentes y preparar el terreno para recibir las instalaciones para una nueva planta de generación eléctrica. Los mástiles de instalación de las Mechas Drenantes estaban equipados con sistemas de monitoreo tipo Omnibox y Jean Lutz con los que se generaron los registros de instalación de todas y cada una de las mechas drenantes, identificando zonas de proyecto, ubicación GPS y topográfica, y las profundidades exactas de instalación.
Tras la colocación de todas las mechas drenantes, se hicieron una serie de rellenos de precarga en la zona tratada, y durante algunas semanas posteriores se llevó a cabo el monitoreo de los asentamientos ocurridos en toda el área a través de un seguimiento topográfico realizado con placas de asentamiento distribuidas a lo largo y ancho del predio de construcción, con el fin de predecir los tiempos de consolidación y determinar los tiempos que debía durar la precarga. También se monitorearon las variaciones en las presiones intersticiales del suelo.
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