La Vibrocompactación es una técnica de mejoramiento por vibración profunda aplicada directamente al terreno que produce la densificación de suelos no cohesivos con un vibrador en profundidad. Es una técnica desarrollada originalmente por Keller en la década de 1930, ampliamente utilizada y aplicable en suelos granulares con porcentajes de finos entre 10 y 15%.

Vibrocompactación

Usos frecuentes y aplicaciones

Reducir asentamientos de sistemas de cimentación
Aumentar la capacidad de carga del terreno y así optimizar el tamaño de las zapatas
Aumentar la rigidez del terreno
Aumentar la resistencia al corte del terreno
Reducir la permeabilidad del terreno
Mitigar el potencial de licuación
Aumentar la estabilidad de los taludes
Facilitar el empleo de rellenos de construcción
Permitir la construcción de zapatas poco profundas
Reducción de los esfuerzos horizontales inducidos por los terremotos
Es muy efectiva para compactar arena y terrenos ganados al mar mediante dragado

Proceso de ejecución

La técnica consiste en la introducción de un equipo vibrador en el terreno hasta la profundidad deseada, el cual densifica el terreno circundante mediante la transmisión de un elevado nivel de energía vibratoria y debido al desplazamiento lateral del terreno.

La perforación se produce gracias al peso propio de todo el varillaje (tubos de extensión y vibrador) y al uso de “jets” o chorros de agua integrados a la parte inferior del vibrador. Una vez alcanzada la profundidad de tratamiento se continúa con la fase de densificación mediante subidas y bajadas del vibrador con desplazamientos verticales de aproximadamente 0.5 a 1 m.

El proceso de densificación se produce ayudado por el efecto combinado de los chorros de agua y la vibración inducida, a partir de los cuales se logra movilizar la fricción resistente entre los contactos de las partículas del suelo, obteniéndose un movimiento y reorganización de las partículas en una configuración más densa que la del suelo en su estado inicial. De este modo, se logra incrementar la densidad relativa de suelos granulares hasta valores del 70% al 85%, y como consecuencia se obtiene un importante incremento en su resistencia al esfuerzo cortante y rigidez de la masa de suelo.

La reducción de volumen obtenida mediante la densificación por vibrocompactación produce un nivel de asentamientos de aproximadamente el 15% del espesor del suelo tratado.

Habitualmente, esta reducción de volumen se compensa mediante la colocación de arena limpia, sin finos, vertida directamente en la superficie del punto de compactación, y de este modo rellenando el cráter producido tras el tratamiento.

Las características del terreno mejorado dependerán fundamentalmente del tipo de suelo, de la malla o  espacio entre los puntos de compactación y del tiempo de compactación empleado. La separación entre los puntos de compactación habitualmente varía de 1.8 m a 3.5 m, pudiendo emplearse mallas triangulares o cuadradas.

Tras el tratamiento de suelos poco densos mediante vibrocompactación es posible cimentar directamente la estructura de edificios, tanques, muelles y puertos, terraplenes, etc. Keller Cimentaciones cuenta con los equipos y la experiencia para la ejecución de tratamientos de vibrocompactación hasta profundidades de 50 m.

Ventajas

En general ofrece una solución económica para la mejora del terreno de fácil instalación y con equipos autónomos
Puede ser ejecutado hasta casi cualquier profundidad
Es una solución relativamente rápida y así se pueden realizar de inmediato los trabajos estructurales siguientes
Mejorar el terreno permite que haya cimentaciones directas estándares poco profundas, lo que implica un gran ahorro
Es ecológico ya que utiliza materiales naturales in situ
Es necesario quitar solo una mínima cantidad de suelo y así se evita el coste del acarreo de detrito asociado a los pilotes in-situ y de barrena continua
Mantiene la cota original de la obra donde se use el relleno superficial
Incremento de la capacidad de carga
Reducción de los asientamientos absolutos y diferenciales
Mitigación del riesgo de licuación
Bajo nivel de ruido y vibraciones, sólo los producidos por el motor de la maquinaria utilizada
En obras marítimas o muy cercanas al mar es posible utilizar el agua del mar como fluido de perforación

Garantía de calidad

Los vibradores empleados han sido diseñados y fabricados por el Grupo Keller.

El procedimiento de ejecución utilizado por Keller Cimentaciones para la vibrocompactación cuenta con equipos instrumentados con dispositivos y sistemas informáticos para la gestión, control y almacenamiento de todos los parámetros de ejecución en “tiempo real” (profundidad, energía consumida, tiempo de compactación, intensidad de compactación, etc). De este modo, se facilita un adecuado sistema de control que permite el cumplimiento de las especificaciones técnicas de cada proyecto.

También se pueden realizar pruebas de campo para verificar los parámetros de producción y la resistencia del terreno mejorado mediante ensayos geotécnicos in situ.