ALBERTO GRACIA BERNAL<\/strong>, Ge\u00f3logo por la Universidad de Zaragoza. Delegado por CEDEX en \u00abMec\u00e1nica de Suelos e Ingenier\u00eda en Cimentaciones\u00bb. Fundador de CTA (Consultores T\u00e9cnicos Asociados, S.A.)<\/p>\n\n\n\n Los trabajos se realizaron por la Empresa URETEK, por encargo de los Servicios T\u00e9cnicos Diocesanos del Arzobispado de Zaragoza, y se basaron en la investigaci\u00f3n realizada por C.T.A. Consultores T\u00e9cnicos Asociados, S.A.P., especializada, desde hace m\u00e1s de 30 a\u00f1os, en estudios geot\u00e9cnicos relacionados con patolog\u00edas de cimentaciones. La iglesia de la Ermita de Nuestra Se\u00f1ora del Buen Suceso es una construcci\u00f3n de siglo XVIII, construida con una f\u00e1brica de ladrillo y tapial. Est\u00e1 formada por una \u00fanica nave, con capillas laterales y cabecera semicircular. En torno al a\u00f1o 2010, se llev\u00f3 a cabo la restauraci\u00f3n de la ermita. Los trabajos fueron divididos en tres fases. De acuerdo con el programa previsto, para el examen y el reconocimiento del terreno y el mejor conocimiento del perfil resistente del suelo en profundidad, se realizaron dos sondeos inclinados y otro vertical a rotaci\u00f3n con extracci\u00f3n de testigo continuo y tres ensayos de penetraci\u00f3n din\u00e1mica del tipo DPSH, adem\u00e1s de una serie de ensayos de laboratorio a partir de las muestras obtenidas. DEFORMACIONES DEL TERRENO. CARGA ADMISIBLE Y DEFORMABILIDAD. ASIENTOS<\/strong><\/p>\n\n\n\n Como ya se ha comentado anteriormente, para poder identificar las zonas afectadas y poder focalizar el problema con mayor claridad se ha medido la deformaci\u00f3n de la solera en detalle mediante un nivel l\u00e1ser, y se han cartografiado las grietas del suelo de la Iglesia.<\/p>\n\n\n\n La medici\u00f3n se ha realizado a partir de dos puntos de referencia (PR 1 y 2) situados en el centro de la Ermita, tom\u00e1ndose medidas a lo largo de ejes radiales. El resultado es un mapa en planta con un curvado de 0,5 cm, en el que se observan deformaciones por aparentes asentamientos diferenciales.<\/p>\n\n\n\n El aspecto quiz\u00e1s m\u00e1s significativo es lo que ocurre en la fachada principal junto con el portal de acceso sobre el que se construy\u00f3 posteriormente la torre de la Iglesia. En este caso sirven de referencia las grietas que se reconocen en la solera de hormig\u00f3n y que se\u00f1alan los descensos relativos registrados al asentarse los pilares del p\u00f3rtico. En la figura 5 se han representado estos asientos en colores azules; m\u00e1s intensos donde se interpretan las mayores magnitudes de asiento.<\/p>\n\n\n\n Cartograf\u00eda de las grietas en los muros alzados<\/strong><\/p>\n\n\n\n Observando el p\u00f3rtico de entrada a la Ermita, se reconoce una serie de grietas que var\u00edan desde verticales, a \u00e1ngulos de aproximadamente 45\u00ba, y a sub horizontales. Dichas grietas presentan una estructura en arco de descarga que se\u00f1ala la zona de mayores asientos diferenciales. Figura 7<\/strong>. Cartograf\u00eda de las grietas situadas en los alzados laterales<\/p>\n\n\n\n Con base en los resultados obtenidos en el Informe geot\u00e9cnico realizado, se plantearon posibles medidas de recalce y\/o de consolidaci\u00f3n y mejora del terreno, en la parte afectada por los problemas de asientos diferenciales en la Ermita del Buen Suceso de Gelsa. En este caso se trata de una consolidaci\u00f3n del terreno sobre el que apoyan las zapatas que han sufrido asientos. No se act\u00faa sobre el edificio, se intenta recuperar- aumentar la capacidad portante perdida. Esta soluci\u00f3n tiene las siguientes ventajas:<\/p>\n\n\n\n CARACTER\u00cdSTICAS DE LAS INYECCIONES<\/strong><\/p>\n\n\n\n Consideramos que esta metodolog\u00eda resulta especialmente interesante por tanto que:<\/p>\n\n\n\n El volumen tratado se corresponde con el paquete de terreno bajo la cimentaci\u00f3n existente, realiz\u00e1ndose la inyecci\u00f3n m\u00e1s profunda en el perfil de alteraci\u00f3n del terreno natural. Las cotas se encuentran comprendidas entre -1,00 metros respecto de la base de apoyo de la cimentaci\u00f3n y -4,00 metros en el caso m\u00e1s desfavorable. Se ha estimado un ancho m\u00ednimo de tratamiento en direcci\u00f3n perpendicular a la cimentaci\u00f3n corrida de 1,6 metros, que podr\u00e1 variar en funci\u00f3n de las caracter\u00edsticas del material inyectado. Los trabajos se realizaron por encargo de los Servicios T\u00e9cnicos Diocesanos del ARZOBISPADO DE ZARAGOZA. Se considera esta intervenci\u00f3n necesaria con el fin de reforzar la estructura y cimiento de la portada la Ermita, hasta conseguir mejorar su estabilidad. Con base en la posici\u00f3n y profundidad relativa de los niveles de terreno reconocidos (1) y con sus caracter\u00edsticas f\u00edsico-resistentes (2), se propone el siguiente procedimiento de aplicaci\u00f3n de inyecciones de resina expansiva.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Inyecciones verticales, columnares de hasta 5,5 metros de profundidad desde la superficie. Seg\u00fan este procedimiento, una vez colocada la c\u00e1nula de inyecci\u00f3n a esa profundidad, se ha procedido a inyectar en escalones ascendentes de 0,50 metros. Inyecciones unitarias inclinadas. Unidades a distinta profundidad debajo de la cimentaci\u00f3n. Seg\u00fan este procedimiento, cada unidad de inyecci\u00f3n procur\u00f3 buscar un punto central debajo de la cimentaci\u00f3n, inyectando desde esa posici\u00f3n hasta registrar el operador que no admite m\u00e1s resina. Los vol\u00famenes inyectados, registrados, durante los trabajos se ajustaron bastante a las previsiones:<\/p>\n\n\n\nINTRODUCCI\u00d3N<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
El objeto de aquel estudio fue el de obtener la informaci\u00f3n suficiente sobre la naturaleza geol\u00f3gico-geot\u00e9cnica del terreno con la intenci\u00f3n de poder explicar y modelizar el comportamiento que dio lugar a las deformaciones observadas, as\u00ed como la de proponer un plan de actuaciones a desarrollar.
Para la realizaci\u00f3n de este estudio, se llev\u00f3 a cabo una campa\u00f1a de prospecci\u00f3n e investigaci\u00f3n, durante el mes de agosto de 2019, en la que:<\/p>\n\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/figura-1-1.jpg\")
ANTECEDENTES<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
\u201cEn sus or\u00edgenes la iglesia contaba con una portada m\u00e1s simple y austera como podemos ver en la figura 2. Pero tras las reformas de restauraci\u00f3n de los a\u00f1os 50-60, la est\u00e9tica se modific\u00f3 significativamente. Se restaur\u00f3 el p\u00f3rtico de acceso descubriendo su f\u00e1brica original de piedra y sus tres (3) arcos de ladrillo. Pero sin duda, lo que m\u00e1s cambi\u00f3 la imagen de la iglesia fue la incorporaci\u00f3n de una torre sobre este p\u00f3rtico. Todo ello seg\u00fan el art\u00edculo: \u201c(28\/08\/2015) Fase III: Restauraci\u00f3n Ermita Nuestra Se\u00f1ora del Buen Suceso de Gelsa (Zaragoza), 2015. [elcobijoarquitecturas].\u201d<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/Figura-2.jpg\")
Ya en la memoria del informe de la Fase II, dirigido por Luis Fern\u00e1ndez Ram\u00f3n (figura 3), se indica que \u201cen las fachadas exteriores se observan humedades en las zonas inferiores de los muros, agrietamientos por las zonas m\u00e1s d\u00e9biles, desconches en revocos, p\u00e9rdida de la pintura, actuaciones mal resueltas\u201d.
Ante estos problemas de humedades, el proyecto contemplaba la soluci\u00f3n de \u201cejecutar una red de saneamiento con tuber\u00eda enterrada de PVC y arquetas de pie de bajante, de paso y de registro, hasta empalmar con la red general\u201d. En el exterior se implant\u00f3 \u201cun sistema de recogida de aguas pluviales con canalones y bajantes de cobre\u201d.
En esa misma memoria tambi\u00e9n se reconoce que: \u201c\u2026sin lugar a dudas, uno de los posibles causantes de estos problemas con relaci\u00f3n al subsuelo de la Ermita de Gelsa es \u201cla adici\u00f3n de vol\u00famenes ejecutados con malas soluciones constructivas, con deficientes materiales y, probablemente, sin reforzar la cimentaci\u00f3n preexistente.\u201d<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/figura-3-1.jpg\")
PERFIL DE CORRELACI\u00d3N. MODELO GEOL\u00d3GICO-GEOT\u00c9CNICO<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
A la vista de los resultados se diferenciaron tres niveles distintos. Un nivel superficial, heterog\u00e9neo, posiblemente antr\u00f3pico, compuesto por gravas y arenas, que llega a alcanzar un espesor de hasta 0,80 m. Bajo este nivel, hasta -6 m de profundidad, aparece un nivel limo- arcilloso con golpeos medios NSPT<\/sub>=6-7, en el que a su vez se puede distinguir un subnivel m\u00e1s alterado, con golpeos NSPT<\/sub>=0-1. De forma subyacente, se encuentra un nivel granular con golpeos altos (NSP<\/sub>T=50), a excepci\u00f3n del PD-1, donde se identifica un nivel de transici\u00f3n de -4,20 a -7,40 con golpeos medios NSPT<\/sub>=16
El perfil de correlaci\u00f3n, donde se observan las distintas unidades geot\u00e9cnicas se puede observar en la siguiente figura 4. En color gris, de forma superficial, se representa el nivel geot\u00e9cnico A, pasando en profundidad a un terreno limoarcilloso bastante homog\u00e9neo, representado en tonalidades naranjas que aumentan su tonalidad en funci\u00f3n de su alteraci\u00f3n registrada. Ese subnivel, m\u00e1s alterado, se reconoce muy flojo, poco consistente (NDPSH-SPT de 0-1), presentando en alg\u00fan caso una resistencia muy baja a la penetraci\u00f3n. Presenta una morfolog\u00eda lenticular, afectando principalmente a la zona de la torre y al sector oriental. En colores amarillos se correlaciona el material granular del nivel C, present\u00e1ndose en un tono m\u00e1s claro el nivel de transici\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/Figura-4-1-1024x717.jpeg\")
Deformaciones de la solera de la Iglesia<\/strong><\/h5>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/figura-5-1024x705.jpeg\")
En los alzados laterales se aprecian pr\u00e1cticamente las mismas grietas de forma sim\u00e9trica: en el encuentro de la torre con la fachada principal y m\u00e1s atr\u00e1s, como consecuencia de un zuncho de uni\u00f3n realizado recientemente con el primer cuerpo de la nave central (figura 7). Parece evidente que el asiento de los apoyos de los arcos de delante, del portal de acceso, han \u00abtirado\u00bb del resto de la estructura. El peso de la torre hacia esa cara libre del edificio ha arrastrado ese primer cuerpo al que se hizo solidaria mediante el citado zuncho.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/figura-6.jpeg\")
![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/figura-7-1024x560.jpeg\")
<\/figure>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/20201008_102245-768x1024.jpg\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/20201008_102245-con-grieta-768x1024.jpg\")
<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\nCONCLUSIIONES Y RECOMENDACIONES DEL ESTUDI GEOT\u00c9CNICO<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
\n
PROPUESTAS DE ACTUACI\u00d3N. MEMORIA VALORADA-PROYECTO <\/strong><\/h4>\n\n\n\n
Planteamiento <\/strong><\/h5>\n\n\n\n
De forma general:<\/p>\n\n\n\n\n
De forma m\u00e1s concreta, y en relaci\u00f3n con el problema de asientos reconocido, se eligi\u00f3 la soluci\u00f3n de consolidaci\u00f3n y mejora del terreno de apoyo de las cimentaciones afectadas por los asientos mediante la inyecci\u00f3n de resinas expansivas<\/strong>.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\nSoluci\u00f3n consolidaci\u00f3n y mejora del terreno de apoyo de las cimentaciones afectadas por los asientos<\/strong><\/h5>\n\n\n\n
\n
El posible inconveniente parte de la propia naturaleza del terreno blando que ha provocado los asientos. Al tratarse de un terreno limoarcilloso pr\u00e1cticamente saturado, este disipa de forma m\u00e1s o menos lenta las presiones intersticiales, que es preciso reducir para conseguir el efecto de consolidaci\u00f3n-compactaci\u00f3n que se persigue.
Se propone la inyecci\u00f3n-compactaci\u00f3n del terreno inmediato de apoyo de las cimentaciones hasta una profundidad relativa en la que se ha identificado un terreno m\u00e1s \u201cfirme\u201d. As\u00ed mismo y durante el proceso se podr\u00e1 proceder a la inyecci\u00f3n de la propia f\u00e1brica de cimentaci\u00f3n que seg\u00fan los sondeos realizados se obtiene alterada; muy fragmentada.
La t\u00e9cnica propuesta se basa en la inyecci\u00f3n de resinas expansivas de elevada presi\u00f3n de hinchamiento que, al expandirse r\u00e1pidamente, produce en el terreno del entorno m\u00e1s inmediato una acci\u00f3n de compactaci\u00f3n, que incrementa notablemente su capacidad portante y resistencia.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n\n
La densificaci\u00f3n del terreno inducida por las inyecciones producir\u00e1 un aumento del valor del m\u00f3dulo el\u00e1stico del sistema terreno\/resina.
Existen en el marcado varios tipos de resinas cuya diferencia principal radica en la densidad que poseen.
Las resinas de poliuretano expandido se producen por la reacci\u00f3n exot\u00e9rmica entre un poliol y un isocianato, mezclados en proporciones volum\u00e9tricas establecidas, de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Durante la reacci\u00f3n qu\u00edmica se genera una gran cantidad de di\u00f3xido de carbono, lo que provoca la expansi\u00f3n volum\u00e9trica de la mezcla y la formaci\u00f3n de una estructura esponjosa, en la que est\u00e1n atrapadas las burbujas de gas. Para la producci\u00f3n de di\u00f3xido de carbono se requiere la presencia de agua, que reacciona con el grupo isocianato; en ausencia de agua, se hace uso de un l\u00edquido agente de hinchamiento, qu\u00edmicamente inerte y con una temperatura de ebullici\u00f3n baja, que se vaporiza consumiendo parte del calor de polimerizaci\u00f3n.
En un per\u00edodo de tiempo muy limitado (varios segundos a varios minutos), la mezcla se endurece, pasando de l\u00edquido a s\u00f3lido. El tiempo de reacci\u00f3n, que depende de la resina particular y el uso de catalizadores, entre otras cosas, est\u00e1 influenciado por la temperatura de los componentes mezclados.
Controlando la temperatura de los componentes es, por lo tanto, posible acelerar o retardar el tiempo de reacci\u00f3n.
La presi\u00f3n ejercida durante el hinchamiento y la densidad final de la resina depende de la capacidad expansi\u00f3n que posee el gas contenido en las burbujas, antes del endurecimiento.
La densidad de la mezcla en estado l\u00edquido es igual a 1070 kg\/m3<\/sup>, muy cerca de la del agua, 1000 kg\/m3<\/sup>. En tales condiciones, el volumen expandido es igual a 30 veces el volumen original de la mezcla (Dei Svaldi et al, 2005; Buzzi et al, 2008; Buzzi et al, 2010).
La resina expandida y endurecida posee un coeficiente de permeabilidad de K=10-8 m\/s. Este valor corresponde casi a la permeabilidad de un terreno arcilloso. En los terrenos de estructura no cohesiva la resina reduce la permeabilidad e impide la aparici\u00f3n de fen\u00f3menos de erosi\u00f3n mec\u00e1nica por dispersi\u00f3n y disoluci\u00f3n (tubificaci\u00f3n).
La resistencia mec\u00e1nica de la resina expandida y endurecida depende del grado de expansi\u00f3n. Para pesos espec\u00edficos incluidos entre 0,5 y 3,3 kN\/m\u00b3 se han determinado valores de resistencia de 0,2 a 6,0 MPa. El m\u00f3dulo de elasticidad puede variar entre 10 y 80 MPa seg\u00fan la densidad obtenida tras la polimerizaci\u00f3n de la resina.
En consecuencia, con lo expuesto se puede concluir que, despu\u00e9s de la inyecci\u00f3n de la resina de poliuretano expandido (caso de Geoplus\u00ae, de URETEK), el volumen de terreno tratado no modifica las caracter\u00edsticas de rigidez y distribuci\u00f3n de fuerzas en profundidad bajo la zona tratada. En otros t\u00e9rminos, no existe creaci\u00f3n de \u00abpuntos duros\u00bb en el terreno, y el procedimiento Uretek Deep Injections\u00ae se puede considerar adecuado para tratamientos parciales o localizados.
La inyecci\u00f3n de resina de poliuretano expandido Geoplus\u00ae es apta para todo tipo de suelos, tanto granulares como cohesivos y cualquier tipolog\u00eda de cimentaci\u00f3n superficial: zapatas aisladas, zapatas corridas y losas de cimentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\nREALIZACI\u00d3N DE LOS TRABAJOS<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
Los trabajos se realizaron los d\u00edas 8 a 12 de octubre de 2020. El operador de las inyecciones realizadas por la empresa URETEK fue Victoriano Hidalgo Sanchez. Ayudante: Vasyl Chaban.
En la figura 8 se incluye el equipo de trabajo de la empresa URETEK. En la primera se reconoce el trabajo de comprobaci\u00f3n mediante la realizaci\u00f3n de ensayos de penetraci\u00f3n din\u00e1mica; previos a las inyecciones.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/8-2-Realizacion-de-ensayo-de-penetracion-768x1024.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/figura-9-1024x948.jpeg\")
Primera fase<\/strong><\/h5>\n\n\n\n
6,00 uds. por apoyo x 5,5 m.de profundidad x 4 apoyos = 132m.l. La inyecci\u00f3n se interrumpe entre -1,00 y -2,00m al rebosar entre la c\u00e1nula y la perforaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/figura-10-1024x383.jpeg\")
![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/figura-11.jpeg\")
Segunda fase (al d\u00eda siguiente)<\/strong><\/h5>\n\n\n\n
4,00 posiciones por apoyo.
Se inyect\u00f3 en el siguiente orden por posici\u00f3n de inyecci\u00f3n:
1\u00ba Iny. 5.1-4, (a -2,65m), justo por debajo del plano de la zapata, desde ambos lados. 2\u00ba Iny.5.1-4, a -4,90m.
3\u00ba Iny.5.1-4, a -4,15m.
4\u00ba Iny.5.1-4, a -3,40m. En este punto se prest\u00f3 especial atenci\u00f3n al efecto \u201clevantamiento\u201d producido al inyectar.
En todos los casos se busc\u00f3 sobre-inyectar entre las cotas -2,5 y -4,5m, donde se ha registrado la capa blanda.
Las inyecciones verticales, columnares, buscan una mejora del terreno con una configuraci\u00f3n prism\u00e1tica-rectangular que genera un primer proceso de consolidaci\u00f3n-infiltraci\u00f3n dentro del dep\u00f3sito limoarcilloso saturado.
Las inyecciones inclinadas se sit\u00faan dentro del \u201cprisma rectangular\u201d generado con las inyecciones verticales. Y dentro de este pretenden conseguir una segunda consolidaci\u00f3n del terreno ya algo compactado – confinado.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/figura-12.jpeg\")
![\"\"](\"https:\/\/aceweb.cat\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/figura-13-1024x768.jpeg\")
<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n