Las Inclusiones Rígidas o Columnas de Rigidez Controlada (Controlled Stiffness Columns – CSC) constituyen una técnica de mejora y refuerzo del terreno, basada en la formación de columnas de elevada resistencia y elevado módulo de elasticidad en relación al terreno natural.

El objetivo fundamental de la técnica consiste en permitir la cimentación de todo tipo de estructuras sobre suelos blandos, alcanzándose un aumento de la capacidad portante del terreno y una reducción de los asientos bajo las cimentaciones.

Esta técnica puede ejecutarse en todo tipo de suelos, incluyendo rellenos heterogéneos, suelos orgánicos, turbas, arcillas, arenas, etc.

Inclusiones rígidas (CSC)

Usos frecuentes

Cimentación de estructuras, edificios y almacenes
Losas y firmes
Presas y diques
Tanques y silos
Rellenos y terraplenes

Proceso

El procedimiento de ejecución contempla la perforación por desplazamiento lateral del terreno y sin extracción de material hasta la profundidad de diseño; a continuación, y mediante equipos de bombeo, se inyecta a baja presión el hormigón o mortero a través de la parte inferior del varillaje y simultáneamente se extrae a velocidad constante.

El resultado obtenido es una serie de columnas de rigidez mucho mayor que la del terreno existente.

Sobre las Columnas de Rigidez Controlada CSC es necesario colocar una capa o colchón de material compactado con el objeto de facilitar la transferencia de cargas de la estructura al terreno mejorado. De este modo, en el interior de dicha capa de transferencia de cargas se produce un efecto arco que permite la concentración de las cargas en las columnas, quedando un reducido nivel de cargas en el suelo entre las mismas.

En el caso de cargas verticales, el principio de funcionamiento consiste en una redistribución de las cargas de cimentación entre las columnas y el suelo natural. De manera que en las cabezas de las columnas se concentra la mayor parte de las cargas, quedando el suelo natural con un nivel reducido de cargas, aunque capaz de producir rozamiento negativo en la parte superior de las columnas. Así, en las capas de suelos mejoradas con las columnas CSC se produce un efecto “sandwich” provocado por el equilibrio entre el rozamiento negativo en la parte superior y la combinación de rozamiento positivo y/o resistencia por punta en la parte inferior de las columnas.

En algunos casos concretos donde se requiere un elevado refuerzo del terreno, y/o se consideran importantes esfuerzos horizontales en las columnas, es necesario disponer barras de acero de refuerzo para el diseño de las columnas de rigidez controlada.

La distribución de cargas dependerá de varios factores como son la rigidez de la cimentación y del terreno, el espesor de la capa de transferencia de cargas o  el espacio entre las columnas y la rigidez de las mismas.

Ventajas

Mejora de la capacidad portante del terreno y reducción de su deformabilidad
Se consiguen altos rendimientos, reduciendo por tanto plazos de ejecución
Reducción de los costos de las estructuras necesarias mediante otros métodos tradicionales de cimentación profunda
Utilización de esta técnica en cualquier tipo de terreno compresible, e incluso de alto contenido en materia orgánica
No se producen vibraciones, por lo que es una técnica adecuada cuando existen estructuras adyacentes
Se evita la excavación y reemplazo de suelos de baja calidad, reduciendo en gran medida la producción de residuos con respecto a otras técnicas
Se realiza toda la longitud de las columnas de rigidez controlada en la obra en un solo tramo, sin necesidad de ejecutar uniones

Garantía de calidad

Los elementos de las inclusiones rígidas son controlados antes, durante y después de su instalación para garantizar que la solución sea de la más alta calidad. Se pueden ejecutar una gran variedad de ensayos tales como:

  • Ensayos de campo para verificar los parámetros de producción de las columnas
  • Grabación y registro digital de los parámetros de ejecución
  • Ensayos de integridad de la columna, pruebas de carga, ensayos de resistencia a compresión del material y verificación del diámetro de las mismas
  • El tipo y la frecuencia de las pruebas varían según la dimensión del proyecto y el contexto geotécnico.