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Tratamiento mediante inyecciones IRS para la reparación de hundimientos en la Avenida Reyes Católicos (Burgos)

Karim Thabit. Ingeniero de Caminos. MBG Ingeniería

Julio Fernández. Ingeniero de Obras Públicas y Ms CEDEX. SITE

05/02/2024

El río Vena en su recorrido urbano ha sido el responsable de las mayores inundaciones de Burgos en su historia reciente, por ello se decidió encauzar. En su recorrido urbano por Avenida Reyes Católicos, se detectó un hundimiento que requirió un tratamiento de inyecciones repetitivas selectivas para su estabilización.

1.- Introducción

El río Vena desemboca en el río Arlanzón en el centro de Burgos. Dicho río es el causante de las mayores riadas sufridas por la ciudad de Burgos a lo largo de su historia. Por tal motivo, ambos ríos fueron encauzaros, excavándose en zanja a lo largo de su recorrido urbano.

El encauzamiento del río Vena recorre lo que actualmente es la Avenida Reyes Católicos, donde se han detectado diversos hundimientos. Dichos daños fueron atribuidos inicialmente a la existencia de un paleocauce, pero posteriores investigaciones con datos cartográficos previos al encauzamiento han permitido determinar (fig. 1) que ni el río Vena ni el adyacente río Pico intersecaban en sus paleocauces por la actual Avenida Reyes Católicos, como se pensaba en un principio.

Figura 1: Cartografia de Burgos en 1877, previa al encauzamiento actual del río Vena

Figura 1: Cartografia de Burgos en 1877, previa al encauzamiento actual del río Vena.

2.- Datos de la obra

La existencia de graves hundimientos tanto en aceras, calzadas y aparcamientos como en los propios muros de contención del encauzamiento desde el número 40 al número 53, a la altura del Decanato de los Juzgados, motivaron un proyecto de reparación en 2021, elaborado por CONSULTECO (fig.2).

Para diagnosticar el problema en detalle, se practicó una campaña geofísica, un levantamiento topográfico y un estudio geológico y geotécnico.

Figura 2: Ámbito del hundimiento producido en ambas márgenes del río Vena, según proyecto
Figura 2: Ámbito del hundimiento producido en ambas márgenes del río Vena, según proyecto.
Figura 3: Detalle de columna estratigráfica

Figura 3: Detalle de columna estratigráfica.

A partir de dichos datos, se determina una estratigrafía que presenta 5 estratos (fig. 3):

  • Nivel 1: Un primer nivel de rellenos formado por la capa de firme (mezcla bituminosa) y de un relleno granular para la formación del firme hasta una profundidad aproximada de 1,0 m.
  • Nivel 2: Subyacente a este relleno granular, se detecta un relleno de arcillas limosas de consistencia blanda, que podría ser terreno natural removido.
  • Nivel 3: A continuación del estrato anterior, se detecta un nivel de gravas subredondeadas en matriz limo arenosas, correspondiéndose con material aluvial del río Vena.
  • Nivel 4: Tras este nivel de gravas, se observa, en algunos sondeos, la presencia de un nivel de arcillas margosas blandas.
  • Nivel 5: Finalmente, sobre el nivel anterior, se dispone un estrato mayor de arcillas margosas yesíferas de consistencia muy firme.
La existencia de un estrato yesífero a profundidad variable, cuya capa superior se deteriora en presencia de agua, reduciendo su capacidad portante hasta anularse e incluso generando cavidades kársticas, se considera la causa determinante que provoca la aparición de asientos.

3.- Solución adoptada

En el estudio de alternativas en fase de proyecto se valoraron soluciones como columnas de grava, columnas de jet grouting, compactación dinámica del terreno e inyecciones. Finalmente se optó por un tratamiento de inyecciones repetitivas selectivas IRS, por considerarse óptima al reducir las afecciones por ruidos y vibraciones así como minimizar la afección a los servicios afectados entre otras ventajas.

La Dirección de obras se encomendó a la empresa MBG Ingeniería, mientras que la ejecución fue adjudicada por el Ayuntamiento de Burgos a la UTE SITE-RFS, con un presupuesto de ejecución por contrata de 2.127.508,73 €.

Para optimizar el tratamiento, se recurrió a la Fundación Agustín de Betancourt, contando con la colaboración del Catedrático Emérito de la UPM Claudio Olalla Marañon. Bajo sus aportaciones, se decidió complementar la campaña de reconocimiento geotécnico inicial con 10 sondeos adicionales, llegando a un total de 16 sondeos combinados con SPT.

Ello permitió acreditar la necesidad de ampliar el tratamiento a zonas aledañas a las definidas en proyecto.

4.- Descripción de las obras

En proyecto se definen dos zonas de tratamiento mediante inyecciones (Norte y Sur), delimitadas en función de los hundimientos registrados en superficie y de los datos de campañas geotécnicas. En zona Norte, mediante malla triangular 1,25 m y en Sur mediante malla 1,50 m desde cota -2 m y con profundidad de 12 m.

Para reducir el plazo de ejecución y disminuir la afección al tráfico, la UTE optó por efectuar el tratamiento desde superficie, estableciéndose como criterio de empotramiento 1 m en yesos 'sanos', generando un tratamiento de profundidad variable. Adicionalmente, se fue regulando el empleo de los dos tipos de malla previstas en función de la intensidad necesaria de inyección a partir de los datos geotécnicos locales.

El objetivo de inyección de proyecto se fijaba en 150 kg de cemento por metro lineal, considerando una relación Volumen inyectado y Volumen tratado del 15 % (Norte) y 10% (Sur).

La inyección constaba de válvulas cada 0,75 m, con los siguientes criterios de presión:

PROFUNDIDAD (m) PRESIÓN DE INYECCIÓN (bar)
0-2 m 3 bar
2-5 m 5 bar
5-7 m 8 bar
7-9 m 11 bar
9-11 m 14 bar
12 m 15 bar

 

Caso de no efectuar cierre por presión al alcanzar los 150 kg/ml, se procedía a un nuevo episodio de inyección, y así sucesivamente hasta obtener el cierre de todos los taladros por presión.

Durante toda la ejecución se efectuó un control de movimientos tanto de superficie como de las viviendas susceptibles de ser afectadas.

El tratamiento tuvo una duración de cuatro meses, constando de 4.893 metros de perforación y empleando más de 700 Toneladas de cemento CM I-52,5 SR, siendo necesario efectuar en parte de los taladros un segundo episodio de inyección para completar el tratamiento. Durante la ejecución no se produjeron afecciones adicionales a edificaciones y servicios.

Foto 1: Trabajos de inyección en Ribera Norte
Foto 1: Trabajos de inyección en Ribera Norte.
Figura 4: Malla de tratamiento en margen Norte y Sur, así como definición de sus características
Figura 4: Malla de tratamiento en margen Norte y Sur, así como definición de sus características.

5.- Resumen y conclusiones

En el caso de los proyectos con tratamiento de inyecciones, se considera imprescindible efectuar una revisión previa de los datos geotécnicos. En el caso objeto de este artículo, la existencia de posibles zonas afectadas fuera del ámbito del tratamiento, así como la revisión de las cotas de empotramiento justificó efectuar una campaña geotécnica adicional.

A partir de los datos geotécnicos de ambas campañas, así como los obtenidos de perforación e inyección durante la propia ejecución, permitieron optimizar el tratamiento, incidiendo en aquellas zonas más afectadas e incluso permitiendo ampliar el tratamiento a zonas inicialmente no consideradas. Esta labor de definición requiere una gran dedicación tanto por parte de la empresa constructora como de la Dirección de Obra, pero es la forma de garantizar que el tratamiento se desarrolla con éxito.

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