Optimización de inyecciones de impermeabilización mediante la correlación entre parámetros geotécnicos, volúmenes de admisión y tipos de lechadas en suelos
- Autores: Johnatan González García
- Directores de la Tesis: Martina Inmaculada Álvarez Fernández (dir. tes.), Celestino González Nicieza (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Oviedo ( España ) en 2023
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Mario Menéndez Álvarez (presid.), María Belén Prendes Gero (secret.), Juan Carlos Peñas Espinosa (voc.), Marta Menéndez Fernández (voc.), Iñigo Escobal Marcos (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Materiales por la Universidad de Oviedo
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: RUO
- Resumen
Esta tesis propone un procedimiento para el control de las infiltraciones de agua en los túneles y obras subterráneas, alternativo al tradicional sistema tubo-manguito, por medio de inyecciones de mezclas constituidas por cementos y microcementos, con la misión del relleno de la porosidad efectiva, consolidando el terreno alrededor de la excavación de la obra subterránea y mejorando sus propiedades de impermeabilidad, resistentes y deformacionales en terrenos tipos suelos.
La inyección de mezclas de cementos, microcementos y acelerantes de fraguado es capaz de controlar las infiltraciones en las estructuras subterráneas de manera rápida y eficiente, por sus cortos tiempos de ejecución y reducida mano de obra, por lo que se considera una de las mejores opciones para solucionar el problema de las infiltraciones de agua en los túneles y obras subterráneas.
El efecto de los procesos internos de las lechadas ayudó a comprender las justificaciones en la selección de las diferentes mezclas en cada uno de los casos prácticos. Pero el conocimiento de sus propiedades mecánicas, que reflejan la influencia combinada de todas las interacciones físico-químicas, son las que permiten definir las mezclas que se utilizan en cada caso, pudiéndose, en consecuencia, seleccionar la lechada con las características apropiadas para obtener los beneficios de la consolidación o de la impermeabilización de un terreno tipo suelo con un determinado problema geotécnico.
En las pruebas efectuadas, la selección de la lechada se ha realizado en función de las características granulométricas del material no consolidado. El análisis de esas características permite apreciar el coeficiente de permeabilidad y en menor medida la porosidad del suelo, lo que contribuye a la selección de los aditivos para mejorar las mezclas básicas. El resultado de la investigación ha demostrado que la inyección del contorno de excavación de una obra subterránea reduce la permeabilidad del macizo a excavar, disminuyendo a su vez los efectos negativos del flujo de agua en la obra: erosión del relleno de discontinuidades, generación de subpresión reduciendo la estabilidad de la superestructura, pérdida de agua en acuíferos, etc.
Durante los ensayos realizados, todos los procesos de inyección fueron automatizados: la lechada se fabricó en plantas programadas para cumplir con las mezclas diseñadas, la inyección se controló mediante el empleo de autómatas programables tipo PLC ubicados en cada equipo de inyección, para regular los parámetros de la inyección y registrar los datos más importantes.
Terminado cada proceso de inyección, los datos de fabricación y de inyección se transfirieron a PC, facilitando el seguimiento del tratamiento de inyección y el estudio estadístico de cada resultado.
Los resultados permiten concluir que la difusión preferente de la lechada se realiza a lo largo de la dirección del flujo de inyección, bajo condición hidrodinámica y restringiendo el campo dinámico del agua en el rango de difusión de la lechada.
En los trabajos ejecutados directamente en obra, el flujo de agua subterránea y la presión de inyección son los principales factores de control que afectan el rango de difusión de la lechada, el cual adquiere a su vez una correlación positiva con la presión de inyección y una correlación negativa con la velocidad del agua que fluye.
En este trabajo se proponen sugerencias para mejorar los métodos de diseño y las tecnologías actuales en el campo de las inyecciones de impermeabilización en obras subterráneas.
