Control del contenido de cemento de inyecciones en suelo. Aplicación práctica

Abstract

Con el objetivo de mejorar las propiedades físicas y geotécnicas de los suelos para
ejecutar diversas obras se utilizan entre muchos métodos las inyecciones de cemento
en suelos. Alrededor del mundo se han ejecutado muchas obras con este método
para lo cual se realizan controles de los terrenos tratados en su mayoría in situ, con
métodos de auscultación tanto mecánicos como geofísicos. De los cuales se puede
destacar el de penetración dinámica continua SPT, de penetración con cono CPT,
el presiométrico, el de carga lateral LTT, estos dentro de los mecánicos, mientras en
los geofísicos se puede mencionar la tomografía eléctrica, la refracción microtremor
ReMi o la sísmica de refracción, o en el interior de sondeos mediante PS- loging,
sonda sónica, sonda eléctrica, sonda de inducción, downhole o crosshole. Sin embargo
con estos controles no se llega a saber con precisión la cantidad real de cemento
inyectado o la composición de la mezcla de suelo-cemento.
En este trabajo se intenta conocer el contenido de cemento en mezclas de suelo-cemento
mediante ensayos químicos de fluorescencia de rayos X y conocer los parámetros resistentes al corte tanto del suelo natural como de las muestras con contenido
de cemento. Para lo cual se realizan ensayos químico de fluorescencia de rayos X
con dispersión de longitud de onda (WD-XRF) y ensayo de resistencia al corte sobre
muestras de suelo y muestras de suelo con contenido de cemento con diferentes
dosificaciones agregadas a un suelo de referencia.
La campaña experimental se realiza sobre muestras de suelo con clasificación como
arcilla de baja plasticidad obtenidas de los espaldones de la presa de tierra de
L' Algabes. La campaña consiste en realizar muestras de suelo natural (arcilla de
baja plasticidad), suelo con contenido de cemento de 5% y 10% en peso, buscando
evaluar básicamente sus parámetros resistente al corte mediante ensayos de corte
directo y evaluar mediante ensayo químico de fluorescencia de rayos X el contenido
de cemento de estas, conociendo a priori el porcentaje de contenido de cemento de
las muestras elaboradas.
Los resultados obtenidos del ensayo de corte directo sobre las diversas muestras,
tiene una variación en sus parámetros resistentes al corte, siendo cada vez mayor
los de contenido de cemento respecto al suelo natural. Si estos parámetros de cohesión y ángulo de fricción interno se aplicaran al cálculo de estructuras de tierra se
obtendrá una mejora en la estabilidad y sus respectivos factores de seguridad.
Con los resultados obtenidos del ensayo químico de fluorescencia de rayos X de la
concentración de elementos de las muestras de cemento, suelo natural y suelo con contenido
de cemento, se obtuvo el contenido de cemento en las muestras suelo-cemento,
siendo estas muy cercanas a lo elaborado en laboratorio, con una aproximación menor
al 2% del contenido real de cemento.
Durante la realización del trabajo existieron dificultades durante la campaña experimental,
tanto en los ensayos de corte directo como en la obtención del contenido
de cemento en las muestras. Respecto al ensayo de corte directo en el manejo de
los equipos de corte directo, los cuales fueron solucionados con la experiencia de
los técnicos del laboratorio. Y respecto a la obtención del contenido de cemento
en muestras, existe aún la incertidumbre de la estimación “real” de los valores de
contenido de cemento, sin embargo lo valores obtenidos son muy cercanos, los cuales
pueden servir para un control más en las inyecciones de suelo. Esta estimación como
en todo trabajo de campaña pudieron existir posibles fuentes de error durante, los
cuales sea ha tratado de minimizar durante el trabajo.
In order to improve the physical and geotechnical properties of soils to perform various
works, cement injections in soils are used in many methods. Around the world
many works have been executed with this method for which controls of the land are
dealt with mostly in the place, with both mechanical and geophysical auscultation
methods. Of these, it is possible to destabilize the continuous dynamic penetration,
the penetration with the cone CPT, the presiometric, the side load LTT, these inside
the mechanics, while in the geophysicists can be mentioned electric tomography,
refraction microtremor ReMi or Seismic refraction, or inside probes by PS-logging,
sonic probe, electric probe, induction probe, well or junction. However, with these
controls it is not possible to know with precision the actual amount of injected cement
or the composition of the soil-cement mixture.
In this work, we try to know the cement content in soil-cement mixtures by means
of chemical tests of X-ray fluorescence and to know the parameters resistant to cutting
both the natural soil and the samples with cement content. For this purpose
chemical tests of X-ray fluorescence with wavelength dispersion (WD-XRF) and cut
resistance test on soil samples and soil samples with cement content with different
dosages added to a reference soil.
The experimental campaign is carried out on soil samples classified as clay of low
plasticity obtained from the shoulders of the earth dam of L'Algabes. The campaign
consists of making samples of natural soil (clay of low plasticity), soil with cement
content of 5% and 10% by weight, seeking basically to evaluate its cut resistant
parameters by direct cutting tests and to evaluate by chemical test of X-ray fluorescence
the cement content of these, knowing a priori the percentage of cement
content of the samples made.
The results obtained from the direct cutting test on the various samples, have a
variation in their parameters resistant to cutting, with increasing content of cement
with respect to the natural soil. If these parameters of cohesion and internal friction
angle were applied to the calculation of earth structures, an improvement in
stability and their respective safety factors would be obtained.
With the results obtained from the chemical test of X-ray fluorescence of the concentration
of elements of cement, natural soil and cement-containing samples, the
cement content was obtained in the soil-cement samples, which were very close to
In the laboratory, to an approximation of less than 2% of the actual cement content.
During the execution of the work there were difficulties during the experimental

campaign, both in the direct cutting tests and in obtaining the cement content
in the samples. Regarding the direct cutting test in the handling of direct cutting
equipment, which were solved with the experience of the laboratory technicians. And
with respect to obtaining the cement content in samples, there is still the uncertainty
of the “real” estimate of the values of cement content, however the values obtained
are very close, which can be used for a more control in the injections of soil. This
estimate as in all campaign work there may have been possible sources of error
during which it has been attempted to minimize during the work.