Bienvenidos.
Esta clase es la parte cuarta de la clase de patologías
en excavaciones al cielo abierto al amparo de muros pantalla.
Esta parte cuatro me voy a centrar en patologías causadas
por problemas con el lodo bentonítico y en general
con los fluidos estabilizadores.
Mirad, como hemos visto en clases anteriores,
en las partes anteriores de esta clase,
al excavar, por ejemplo, con una bivalva un panel o batache,
hemos de irlo rellenando de un fluido estabilizador.
Pongamos, por ejemplo, el lodo bentonítico.
Este fluido estabilizador
va a permitir que la excavación permanezca estable
mientras vamos excavando con la bivalva este panel
y no colapsen sus paredes y derrumben.
Mirad las leyes de empujes que podemos encontrar
en esta excavación rellena de ese fluido sustentador.
Por el exterior
intentando derrumbar la excavación tenemos el empuje de las tierras,
las tierras que intentan caerse hacia la excavación
y la ley hidrostática de empuje del agua freática.
Pero al estar el panel relleno de lodo bentonítico
y está relleno a una cota superior a la del nivel freático
que hay en el trasdos de nuestra pantalla,
tenemos una ley dibujada en color verde de presiones estabilizadoras
que se opone a la azul hidrostática del empuje freático
y la marrón.
Del empuje de tierras.
Esta es la magia del lodo bentonético que nos permite hacer
estas excavaciones incluso en una arena de playa
a 40 metros de profundidad, por ejemplo,
o más, sin que durante el proceso de excavación,
luego la colocación de la armadura y el posterior hormigonado,
la excavación del batache se colapse, derrumbe.
Mirad la apariencia que tienen estos lodos bentoníticos.
El lodo bentonítico es el fluido estabilizador
más utilizado.
En general hablaré en esta clase de este tipo
de fluido estabilizador.
Es como un chocolate viscoso,
no tanto como el chocolate de mojar unos churros,
pero sí como un colacao.
Este líquido debe rellenar el panel.
Mientras lo estamos excavando.
Y como os digo, la magia de su estabilización se consigue
gracias a que está compuesto de flóculos de arcilla en suspensión
que al intentar el lodo infiltrarse entre el material granular
de las paredes de la excavación, la arena o la grava,
nos deja una película impermeable.
Que llamamos cake una pasta de pocos milímetros
pegada como veis aquí a izquierda y a derecha del panel.
Haciendo de barrera impermeable
que evita que el agua exterior entre a nuestro panel,
pero sobre todo que el agua, el lodo bentonítico,
se fugue por los intersticios del material granular
en el que estamos excavando.
Esa película a ambos lados,
que quizás se pueda ver mejor representada aquí,
más realista quizás, estos flóculos con algunos granos de arena
entre medias van creando aquí.
Un depósito en la pared de la excavación que constituye
una barrera impermeable.
El lodo que rellena la excavación no se fuga
a través de la granulometría,
la porosidad del grano del terreno excavado,
y ejerce, por lo tanto, una presión estabilizadora
contra la pared de la excavación.
Este lodo es lo que ha permitido hacer los muros pantalla
desde más allá de los años 70 del siglo pasado
y ha conseguido récords de pantallas enormemente profundas
en materiales sueltos no cohesivos.
Pero requieren toda esta implementación de equipos.
Aquí veis múltiples instalaciones requeridas o equipos, desarenadores,
mezcladores para fabricación del lodo bentonítico,
la mezcla del agua con la bentonita en polvo, desarenadores,
como decía, con efectos de filtrado o centrifugación para separar.
Los áridos que transporta el lodo bentonítico,
la arena en flotación también, depósitos para mantener el lodo,
plantas de lodo.
En general, como veis,
equipos voluminosos con muchos depósitos
para copiar el volumen de lodo y silos para copiar bentonita,
ya sea en polvo o también que sirvan como depósitos
de la propia bentonita.
Como os dije en la clase anterior, el lodo bentonístico
permanece en el panel, en el batache excavado,
para mantenerlo estable mientras metemos la jaula de armadura
y procedemos al hormigonado.
Pero fijaos que durante la excavación,
cuando estoy excavando el panel.
A medida que la bivalva muerde y extrae material,
tengo que ir aportando lodo bentonítico,
porque la cuchara extrae un metro cúbico de material,
por ejemplo, pues un metro cúbico de lodo bentonítico
tengo que rellenar dentro del panel.
Por lo tanto, durante la perforación, la bentonita
con la que estoy trabajando debe ir rellenando el panel,
pero también debo ir reciclándola.
Para mantenerla en buenas condiciones.
Por lo tanto, aporto bentonita al panel,
pero de vez en cuando tengo que reciclarla para su desarenado.
A veces aportar bentonita nueva,
a veces retirar la bentonita contaminada.
Esto durante la excavación,
pero cuando voy hormigonando, a medida que voy hormigonando,
la bentonita que rellenaba el panel, que debe estar en muy buenas
condiciones previas al hormigonado, tengo que irla recuperando.
Por lo tanto, durante el hormigonado del panel,
a medida que voy metiendo hormigón,
el exceso de lodo lo voy recuperando al depósito de bentonita limpia.
Los últimos metros cúbicos
que han estado más próximos al hormigón,
pues normalmente se llevan al desarenador
junto con la ventanita de trabajo.
Para que un lodo bentonítico funcione correctamente tiene
que tener unas propiedades.
Si no tiene esas propiedades, su funcionamiento no será el óptimo
y podemos tener problemas de contaminación
durante el hormigonado o derrumbes durante la excavación.
Esta tabla la he querido traer aquí para que tengáis unos valores
a cumplir.
Por la bentonita en sus distintas fases.
Por ejemplo, a la bentonita fresca veis valores de pH, de viscosidad,
de espesor, de cake y de densidad que debe cumplir
para mantener las condiciones óptimas para su buen trabajo.
Lo mismo para la bentonita utilizada,
pero fijaos en los valores del lodo bentonítico
antes del hormigonado.
Hay un factor fundamental.
Justo antes de hormigonar,
para que luego el hormigón cubra convenientemente las armaduras
y desplace al lodo bentonítico,
las propiedades de la bentonita deben medirse con hormigón.
Cautela y con exigencia.
En particular, mirad, el contenido de arena es el valor fundamental
para que luego, durante el hormigonado,
no haya problemas de recubrimiento de armaduras,
no haya juntas frías y el hormigonado se realice en perfectas condiciones
garantizando.
El cubrir las armaduras y dotarlas de un recubrimiento
que garantice la durabilidad del hormigón.
Ese contenido de arena inferior al 3% debe cumplirse, comprobarse,
antes de proceder al hormigonado.
Esta tabla, que es para los lodos bentoníticos,
luego la vamos a comparar con los polímeros
como solución alternativa al lodo bentonítico,
pero quería poner aquí a la derecha.
Las ventajas e inconvenientes que tiene el lodo bentonítico.
El lodo bentonítico se ha usado en todo tipo de geologías,
de tipos de terreno, con niveles freáticos altos,
pero también en materiales sueltos con nivel freático bajo.
Es la solución tradicional por excelencia.
Pero tiene problemas frente, si lo comparamos con los polímeros,
de los que hablo ahora después,
que necesita plantas de acopio de mayores dimensiones,
necesita un tiempo de desarenado.
Y necesita una gestión al finalizar la obra
donde la bentonita ya es inservible,
no es posible reciclarla más.
Tenemos que transportarla a vertedero o,
puesto que no habrá vertederos que nos acepten líquidos,
porque el lodo bentonítico es, al fin y al cabo,
un líquido, necesitaremos métodos para desecarla,
por ejemplo, filtros prensa.
Y esta gestión final es costosa económicamente.
Como alternativa a los lodos bentoníticos
surgieron los polímeros.
Los polímeros, como adiciones a un agua,
generan un material líquido muy viscoso
por las largas cadenas poliméricas de esta adición.
Estas cadenas poliméricas trabajan de una forma similar,
pero no del todo igual al lodo bentonítico.
Trabajan permeando entre los granos del suelo que estamos excavando
y creando una red de estas cadenas viscosas de polímeros,
algo que pretende representarse con la imagen de abajo
a la izquierda.
Esta viscosidad es muy alta y las largas cadenas poliméricas
hacen que el comportamiento, cuando metemos la mano sobre él
y estiramos, sea similar al que veis en la fotografía.
Los polímeros frente al lodo bentonítico
se han usado con niveles freáticos no demasiado altos,
en geologías que no sean muy abiertas
porque si no el material se colaría entre los intersticios de madera
y lo perderíamos.
Y en general no tienen el problema de desarenado
ni de la eliminación a final de obra que tienen los lodos bentoníticos.
Pero por contra tienen un mayor coste
y hay veces que en terrenos muy abiertos tenemos pérdidas
de este material que ya os digo que es bastante costoso.
Además requiere bombas especiales.
Por lo tanto, los polímeros que surgieron como muy ventajosos,
en principio más sostenibles que las soluciones de lodo bentonítico,
hoy por hoy no son la solución ideal por economía
y porque los lodos bentoníticos hemos empezado.
A desecarlos con filtros prensa y quitarnos el problema ambiental
que supone transportar líquidos y gracias al filtro prensa
lo que llevamos a vertederos es un material ya seco.
Esta imagen lo llamamos curva de hormigonado.
El fluido estabilizador se utiliza para mantener las paredes del batache
excavado con la bivalva.
En su sitio, estables.
Pero si hubiera algún derrumbe en el material es difícil percibirlo
arriba porque si las paredes de nuestra excavación
que estamos excavando con la bivalva
se derrumban porque el fluido estabilizador
no ha funcionado sería fácil descubrirlo a la hora de hormigonar.
Estas curvas de hormigonado se van generando midiendo la profundidad.
La cota que va alcanzando el hormigón en su ascenso de abajo hacia arriba.
Imaginaos una plomada que llega hasta la superficie del hormigón.
Podemos medir a cada rato a qué cota va ascendiendo el hormigón
que hormigonamos con el tubo TREMI de abajo hacia arriba.
Si vamos dibujando la cota real del hormigón
y la comparamos con la cota teórica,
podríamos percibir, por ejemplo, Si el hormigón está más alto
dentro de nuestro panel de lo que sería esperable,
significa que hemos rellenado menos volumen de pantalla de panel
de lo que deberíamos haber rellenado.
Por lo tanto, es que allí ha habido un derrumbe de terreno
que se ha apelmazado aquí.
Podríamos decir que aquí, a los 28 metros de profundidad,
ha habido un derrumbe de material que ha hecho
que el hormigón que ha entrado.
Tenga mayor cota, por lo tanto, no había suficiente espacio
en el panel excavado para ser rellenado.
Sin embargo, seguimos hormigonando,
la curva se pone paralela a la teórica,
quiere decir que no hay más problemas en el panel,
y en este momento ocurre lo contrario.
Y encontramos que el hormigón recupera la cota teórica
que debería tener.
Eso significa que ha habido más volumen
que rellenar con hormigón.
Por lo tanto, ya podemos saber
que el material que se derrumbó de la cota 15
acabó acopiándose encima del hormigón que estábamos vertiendo
a cota 28.
Estas curvas de hormigón,
por lo tanto, nos sirven para detectar hundimientos.
Si hay un hundimiento en el panel,
eso nos va a crear luego problemas de todo tipo.
Colocar la armadura, necesidad de volver a excavar,
retirar la armadura, retirar la armadura,
retirar el hormigón incluso,
pero pueden deberse a un mal estado del lodo bentónico que usamos,
que impidió que el panel fuera estable.
Por último, solo por comentar ya las curvas de hormigonado,
mirad la posición del tubo TREMI,
la cota a la que tenemos introducido el tubo TREMI en el hormigón.
Como os he dicho,
siempre debe estar 3 metros por debajo de la lámina
de hormigón teórica.
El tubo TREMI siempre debe poner su punto de entrada de hormigón
al menos 3 metros de la cota del hormigón teórico.
Entonces, ya que se hace esta curva,
es muy conveniente también apuntar la posición del tubo tremie.
A continuación os quería hablar de las juntas entre paneles.
Los paneles que os dije que separaban paneles individuales
son al final juntas frías entre paneles
armados individualmente.
El hormigón de uno contra otro
se vierte el hormigón del nuevo panel contra la pared individual.
Del hormigón previamente ya fraguado.
Entonces, las juntas son siempre un problema.
Las juntas más habituales, más sancionadas por la experiencia,
son las juntas tubulares.
Y las juntas trapezoidales, algunos las llaman planas,
pero también las llamamos CWS por la posibilidad de poner una goma
water stop.
Veis aquí un hormigón ya fraguado de un panel.
La junta water stop es una visión cenital del agujero
de una excavación de un panel, de un batache,
y aquí vendrá a ser vertido el nuevo hormigón.
Una junta mal ejecutada, como veis en la imagen de la derecha,
es una vía de entrada al agua freática
del trasdos con arrastres de finos.
Es verdad que las pantallas, debido a su proceso constructivo,
no pueden considerarse unos elementos perfectamente impermeables.
Un muro hormigonado a dos caras,
encofrado a dos caras, tendría contra el terreno a lo mejor
una lámina impermeabilizante de tela asfáltica,
imprimación, tela asfáltica.
Al muro pantalla no le podemos poner una tela asfáltica por su trasdos
y el hormigón tiene cierta permeabilidad,
entonces siempre cierta humedad en el hormigón en contacto
con un agua exterior pudiera darse.
Incluso por las juntas,
que no son juntas frías de hormigonado,
podría darse alguna percolación de agua.
Minimizada a lo mejor con las gomas Waterstop.
Todas las normativas de ejecución de pantallas advierten
que el muro pantalla no debe considerarse
como un elemento perfectamente estanco e impermeable
y advierten de la necesidad de adosarle cámaras bufa
o acabados posteriores puesto que siempre debe ser admisible
un mínimo de entrada de humedad o.
Cierta percolación.
Algunas normas incluso, como la francesa,
cuantifican la cantidad de agua que puede entrar.
Para acabar, para que veáis una pantalla
con mucha problemática en sus juntas,
veis ahí grandes paneles, quizá de 6 metros
o más, con problemas de tecleo, problemas de matresing,
problemas de seguro de lodo ventinítico juntas
en el hormigonado que no deberían existir con un hormigonado
TREMI un ejemplo de muchas patologías de las que hemos hablado
en esta parte de la clase y en las anteriores juntas
en una misma fotografía de un túnel entre pantallas
y con esto acabamos la parte 4 y muchas gracias
por vuestra atención.