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Actualmente, existen tres metodos distintos que posibilitan la ejecucion de columnas de grava en el mar, los cuales se describen a continuación.

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5.2.1 Metodo de la banqueta de grava

En este metodo es necesaria la ejecucion previa de una banqueta de gravamediante vertido con ganguiles (Figura 5.2.1.a y la Figura 5.2.1.b). El espesor de estabanqueta es variable dependiendo del diseno del tratamiento; es decir, enfuncion de la longitud, del diametro y de la separacion entre columnas. Eneste sistema se requiere un mayor consumo de grava que en los sistemasde alimentacion de fondo, debido a que parte de la grava se quedara entrelas columnas. El colchon o manta de grava suele tener espesor entre 3 y 5m sobre el fondo marino (Figura 5.2.1.a). La ejecucion de las columnas degrava se realiza mediante la introduccion del vibrador a traves de dichabanqueta y del estrato de suelos cohesivos blandos a tratar, hasta llegar auna capa de terreno resistente (Figura 5.2.1.b). A continuacion, seva levantando el vibrador por intervalos de 0,5 a 1 m y compactando lagrava que cae por el espacio anular entre el vibrador y las paredes delagujero que se forma durante la fase de penetracion con lanza de agua. A través de este metodo es posible ejecutar columnas de hasta 10 a 15 m delongitud, desde que las paredes del referido agujero del suelo a ser tratado, se mantengan estables y permitan que la grava caiga hacia el fondo de lacolumna en formacion.

Figura 5.2.1.a: Metodo de la banqueta de grava (Al-Homoud & Degen, 2006).

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5.2.2 Metodo del tanque superior de grava con alimentacion por el fondo

La principal característica de este metodo consiste en que la alimentación se realiza por el fondo, por medio de un tubo adosado lateralmente altorpedo o vibrador y conectado en su parte superior a un tanque o depositode grava con una compuerta hidráulica (Figura 5.2.2.a y Figura 5.2.2.b). Lapenetracion del torpedo en el terreno se realiza con la ayuda de lasvibraciones, hasta llegar a la profundidad que se considera conveniente enfuncion de las caracteristicas del perfil del terreno. Al alcanzar esaprofundidad, se abre la compuerta hidraulica del tanque o deposito superiory la grava cae a traves del tubo de alimentacion hasta salir por la punta delvibrador. A medida que va saliendo la grava, se va elevando el vibrador, enintervalos de 0,5 a 1 m, y se va compactando la grava hasta completar lacolumna. La entrada continúa de la grava por la punta del vibrador segarantiza mediante el peso propio de la columna de grava en el tubo ydeposito de alimentacion. Este metodo permite tratar espesores de sueloscohesivos blandos alrededor de los 20 a 25 m en aguas con calados dehasta 30 m.

Figura 5.2.2.a: Ejecucion con tanque superior de grava y alimentacion por el fondo.(Fuente: www.vibroflotación-ng.com)

Figura 5.2.2.b: Metodo del tanque superior de grava con alimentacion por el fondo.(Fuente: www.vibroflotación-ng.com)

5.2.3 Método de la bomba de grava con alimentacion por el fondo

Este metodo tambien tiene la ventaja para obras maritimas de realizar laalimentacion de gravas por el fondo. En este procedimiento, el vibrador llevaacoplado en su parte superior un depósito de

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grava de doble compuerta quea su vez va conectado a un sistema de bombeo de grava por medio de airecomprimido (Figura 5.2.3.a). La diferencia del procedimiento de este metodo enrelacion al anterior reside en que una vez alcanzada la profundidad deproyecto, la grava no cae por su propio peso sino que es bombeada desdeel tanque acoplado al vibrador, a traves de la tuberia de alimentacion lateral, hasta salir por la punta del vibrador. Al igual que sucedia en el casoanterior, a medida que va saliendo la grava, se va elevando el vibrador, enintervalos de 0,5 a 1 m, hasta completar la columna. La salida de la gravapor la punta del vibrador se garantiza mediante aire a presion. Con estemetodo se puede lograr una profundidad maxima en torno de 50 a 55 m, loque permite que se puedan ejecutar columnas de 20 a 25 m en aguas conun calado de hasta 30 m (Vinas, R., 2006)

Figura 5.2.3.a: Bomba de gravas con depósito de doble compuerta. (Fuente: www.vibroflotación-ng.com)

La maquinaria que se emplea en este metodo para ejecutar las columnas degrava en los fondos marinos se denomina bomba de gravas con deposito dedoble compuerta (marine double lock gravel pump), como se puede ver en Figura 5.2.3.a. Este equipo tiene una manguera, que esta enganchada en unavalvula de escape de aire al tanque receptor. La manguera y las válvulas funcionan de tal manera que durante el transporte de la grava a traves de lasmangueras, existe siempre una presion atmosferica en el tanque receptor, independiente de la actual profundidad bajo el agua, que puede ser 200 m o más. De esta manera, un compresor de 750 kPa puede conseguir el transportede la grava por medios neumaticos desde el tanque (4) hasta el tanquereceptor (8). Un compresor de alta presion, que no esta visible en el croquis, alimenta directamente al tanque de presión (10), y debido a eso

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suministra unapresion suficiente para superar las presiones del agua y del suelo que seproducen justo en el extremo del vibrador perteneciente al tubo de aporte de la grava.

Para obras en el mar, los metodos de alimentacion por el fondo (Figura 5.2.3.a), son mas convenientes que el metodo de la banqueta de grava (Figura 5.2.3.a), porque tienen menos limitantes en cuanto a la profundidad que sepuede alcanzar con el tratamiento, debido a que las columnas no dependen dela construccion de una banqueta en el fondo mar, cuya altura se ve limitada porla naturaleza poco resistente de los suelos que, por lo general, componen dicho fondo. Al mismo tiempo, el sistema constructivo en que se basan los métodos de alimentacion por el fondo descritos permite garantizar la continuidad de las columnas en toda su profundidad y llevar un control de ejecucion mucho másestricto y fiable.

Por último, teniendo en cuenta lo ya comentado en relacion con las propiedades geotecnicas de los suelos que componen los fondos marinos, se puede concluir que, dentro de los metodos de alimentacion por el fondo disponibles actualmente para la ejecucion de columnas de grava en el mar, se conviene emplear, en general, el metodo del tanque superior de grava. Para un mismo nivel de control de ejecucion, ambos metodos de alimentacion por fondo serian validos. Sin embargo, el metodo del tanque superior resulta más conveniente porque produce una menor perturbacion en el terreno circundante, ya que este solo se desplaza por efecto de las vibraciones al compactar lagrava y no sufre ningun remoldeo por accion del aire que se inyecta a presion.

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