MEJORA DE SUELOS las columnas, es decir de la relación de área de las columnas (Ac) versus el área de la zapata (As), llegando a soportar una carga por columna entre 200 y 750 kN. Las columnas de agregados compactados son empleadas para mejorar y rigidizar los estratos más superficiales del terreno con el objeto de cumplir con el criterio de diseño, y no para soportar las cargas de forma directa, como elementos independientes rígidos o estructurales. Por tanto, no se consideran elementos que trans- miten sus cargas a la punta, como es el caso de los pilotes, sino que las cargas son adsorbidas por el fuste, por tal razón no es necesario que alcancen un estrato de suelo competente para su empleo como elemento de cimentación. Ante eventos sísmicos, al tratarse de elementos considerablemente más rígidos que el suelo que los rodea, tomarán un porcentaje mayor de esfuerzos de corte, reduciendo así la carga al suelo. Adicionalmente, debido a la alta permeabilidad del elemento, pro- porcionarán un drenaje radial para disipar el exceso de presión de poro que pudiera generarse durante el sismo. El diseño de las columnas de agregados de grava compactados se basa en los principios clásicos de la mecánica de suelos y de las técnicas de análisis geotécnicos. El cálculo de asientos se realiza subdividiendo el perfil estratigráfico del terreno en dos capas. La primera, denominada zona superior, involucra los estratos reforza- dos con las columnas de agregados compactados, mientras que la segunda, llamada zona inferior, se refiere a los estratos debajo de la zona reforzada, pero que se localiza a una profundidad tal donde el esfuerzo recibido es mayor al 10% del esfuerzo total aplicado a nivel de la cota de cimentación. El asentamiento en la zona superior (SZS) o zona reforzada, va a depender de tres factores: (a) de la rigidez del agregado de grava compactado, (b) de la rigidez original del suelo matriz, y (c) del área de sustitución que ocupan los agregados compactados bajo la losa de cimentación o de la zapata. El asentamiento en la zona inferior (SZi) o la zona no reforzada, se podrá estimar utilizando las técnicas clásicas de la mecánica de suelos, lo que incluye el análisis y selección de los parámetros de compresibilidad de los estratos de la zona inferior y el concepto de distribución de esfuerzos bajo cimentaciones, empleando las teorías convencionales de la elasticidad de suelos. Al tratarse de elementos de elevada rigidez frente a la del terreno circundante, se va a producir una concentración de las cargas sobre la cabeza de las columnas que se puede mejorar mediante la instalación de una capa de transferencia de carga, con o sin geomallas de refuerzo. Por tanto, en el diseño se debe contemplar la magnitud y medio de trasferencia de las cargas y el nivel de asientos admisible, de acuerdo a las tolerancias de la estructura, y en función de ello se establecerá el número, el espaciamiento de la malla y el dimensio- namiento de las columnas. 3.- Proceso de construcción El método tradicional Geopier System (GP3) comprende el barre- nado de perforaciones de 600 a 900 mm de diámetro, en suelos con cierta capacidad portante, exentos de nivel freático, donde una vez alcanzada la profundidad de diseño de la columna, se procede a la instalación y compactación de capas sucesivas de agregados de grava, con un espesor aproximado de 30 cm, mediante una herramienta-apisonador denominado ‘Tamper’, especialmente biselado, al que se le aplica una alta energía de compactación verti- cal mediante un martillo hidráulico (Ver Figura 5). Figura 5. Columnas sistema Geopier - GP3 (Nuevo Seseña, Toledo) Durante la construcción del elemento, la elevada energía aplicada con el ‘Tamper’ en combinación con su forma biselada conduce a la densificación vertical del agregado de grava, provocando un des- plazamiento lateral de la grava, pre-esforzando y pre-deformando la cavidad de la perforación, resultando un incremento de las pre- siones laterales en el suelo matriz, llevándolo hasta la movilización de su pasivo de Rankie. Para terrenos de similares características pero donde se requiera un tratamiento a mayor profundidad, Geopier Foundation Company desarrolló y patentó el sistema X1, en los que el proceso de ejecución es parecido al GP3; se requiere una perforación pre- via y la retirada del terreno, mientras que para la compactación del elemento se utiliza un mandril dotado de un sistema de cadenas para la restricción del flujo de la grava que al ser accionado por un martillo vibrador instalado en la cabeza del elemento, evita que el mandril se hinque y permite la acción de la compactación vertical y el desplazamiento lateral de la grava contra las paredes de la cavidad, dando como resultado la construcción del Geopier. Salvo estas diferencias, las columnas X1 son equivalentes de mayor lon- gitud que las columnas GP3 (Ver Figura 6). 39 Figura 6. Columnas sistema Geopier - X1. inGEOpres