Estabilización de terrenos mediante la silicatación

A veces surge la necesidad insoslayable de construir en terrenos que ya “a priori” sabemos no reúnen las condiciones debidas por que se fisuran, son inconscientes, permeables, etc., lo que extraña unos peligros de hundimiento y corrimientos del terreno y, en definitiva, resquebrajamientos en la obra.  Esto es evitable “vigorizando” el terreno, procurándole artificialmente esa fortaleza, esa consistencia que le falta, del mismo modo que se vigoriza al enfermo con inyecciones que le introducen en el organismo los elementos biológicos que necesita y de los que está en un estado deficitario.

¿Cómo, pues, se vigoriza o estabiliza el suelo?

El procedimiento genérico es el de inyección de soluciones químicas que, al dar mayor dureza al terreno, aumentan su resistencia.  Hay varios procedimientos particulares que analizaremos a continuación y que llevan el nombre de sus autores.

Procedimiento Jooten

El ingeniero berlinés Joosten preconiza la inyección de silicato sódico y que posteriormente otra de un segundo líquido (ácido o sal ácida) que reaccione con silicato.  Entonces tiene lugar la solidificación.

La inyección se hace introduciendo en el terreno tubos puntiagudos de acero de 25 mm de diámetro, hasta una profundidad de 25 m y distanciados entre sí de 0,75 a 1,00 m.  En su parte inferior llevan unos agujeros por los que a una presión de 100 atmósferas se “riega” el terreno con la solución primero, e inyecciones de 50 cm de espesor, partiendo de la parte superior de la capa que se quiere mejorar hasta la profundidad necesaria, bajando el tubo 50 cm antes de cada inyección.  Terminada esta operación se inyecta una solución salina del mismo modo, pero levantado el tubo 50 cm por cada inyección, hasta llegar a la superficie de la capa que se quiere endurecer.  Este procedimiento puede aplicarse también para terrenos situados debajo de una obra, como se muestra en la Fig. 163.

La resistencia de los terrenos solidificados por este procedimiento depende de su naturaleza:  las arenas finas varían entre 10 y 40 kg/cm2; en las gravas y guijarros, de 40 a 100 kg/cm2, y en las arenas movedizas, llega a los 190 kg/cm2.  además, la resistencia crece con el tiempo, de tal modo que probetas ensayadas a los 28 días, con una resistencia de 22,5 a 24 kg/cm2, 6 meses después alcanzaban los 40,5.

Este procedimiento se ha empleado con éxito para cortar las vías de agua en trabajos de carreteras y hacer estancas las obras de fábricas aún para grandes cargas de agua (hasta 75 m).

Las arenas de granos redondeados parecen aglomerarse mejor formando una masa más dura y más cohesionada, aunque también los granos angulosos dan buenos resultados.  Los suelos que mejor admiten la silicatación son los de arenas movedizas no demasiado finas y silíceas.

En resumen, el método Joosten se ha empleado con éxito en minas, impermeabilización de obras de fábrica y otras aplicaciones.

Método Gayrard

El principio Gayrard no difiere esencialmente del método Joosten y solamente discrepa en las mezclas a inyectar.  Según Gayrard (ingeniero Frances), en circunstancias normales, una solución de silicato alcalino de comercio, diluida en 9 veces su volumen de agua y llenando todos lo poros de un terreno basta para hacerlo impermeable y aumentar su resistencia.  Pueden utilizarse simultáneamente: 

Bicarbonato de sodio potasio, 3,15 por 100.

Cloruro de sodio, 3,15 por 100.

Hipoclorito de sodio o potasio, 0,3 – 1 por 100

Estos porcentajes se refieren al peso de silicato empleado.

Procedimientos Francois

El contratista Belga A. Francois.  Inyecta soluciones de silicato y una sal ácida que casi siempre es sulfato de alumina, aumentando la concentración de varios cm de longitud.  Se acaba la consolidación mediante inyecciones de cemento.

Se diferencia del Joosten en que las inyecciones de las dos soluciones son aplicadas simultáneamente por los dos agujeros vecinos.

El sistema Francois equivale a la inyección de lechada de cemento a razón de 200 Kg/cm2.

En la figura 164   puede verse un aparato de inyección para silicatación de terrenos.

Hay una aplicación curiosa que podríamos llamar de tipo “preventivo” y es la silicatación de terraplenes con exquisitos hulleros. Estos exquisitos suelen ir mezclado con una cierta cantidad de carbón con los consiguientes perjuicios. Como el silicato sodio es un excelente ignifugo, formara una cortina refractaria al fuego.

En Estados Unidos se esta empleando el silicato sódico para la estabilización de terrenos en carreteras.

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