Estabilizacion de suelos

ESTABILIZACIONDE SUELOS

ESTABILIZACION DESUELOS

El suelo se describe como una mezcla de minerales ymateria orgánica que se encuentra en la superficie de latierra y sirve como soporte a las obras que ha construido elhombre a los largo de la historia de la civilización.

Conceptos Fundamentales de la Estabilización.El suelo se deforma bajo la acción de las cargas directas,o a las transmitidas por las capas del firme de altacalidad, si no tiene la debida resistencia; esta debe tenervalores que no desciendan en ninguna circunstancia delos que exigen las cargas que ha de soportar. Es sabidoque, especialmente en ciertos tipos de suelo, suresistencia varía ampliamente al cambiar la proporción delagua que contiene.

Con la estabilización se pretende, en primer términolograr, que dentro de unas condiciones normales, elagua que el suelo pueda contener solamente varié entrelímites muy pequeños

El cemento, los productos bituminosos y las diferentesclases de resinas y plásticos que se emplean en laestabilización, limitan la cantidad de agua que el suelopueda contener , estabilizándolo.

Análogamente un suelo excesivamente plástico puedeser económicamente conveniente corregirloañadiéndole una determinada proporción de materialgranular, previamente al empleo del productoestabilizador.

La estabilización exige el cumplimiento de un aserie decondiciones comunes, que son las siguientes:

1. El suelo estabilizado deberá tener la resistencia precisa parasoportar las cargas a que ha de estar sometido, bien seantransmitidas por las capas superiores del pavimento olas directasdel tráfico, edificación,etc cuando constituya la capa de rodadura,esta resistencia mínima habrá de lograrse en las condicionesextremas, de humedad y acción del hielo, que se han de prever,según las características meteorológicas y de drenaje.

2. El cumplimiento de la condiciónanterior obligará a corregir el suelonatural, bien por la aportación de otrosapropiados o por la adición decemento, betún o diferentes productosquímicos. La conveniencia del empleode uno u otros, es cuestión económica.

Tipos de Estabilización.

Existen diversos tipos de estabilización y mejoramientos desuelos, en donde es importante tener conocimiento de conceptosteóricos, prácticos y experimentales sobre características ypropiedades de los suelos en especial el comportamiento de lossuelos finos, con la finalidad de obtener el método apropiado destabilización que puede ser mecánica o química, para un tipo desuelo en especial teniendo en cuenta consideracionesclimatológicas, regionales, criterios técnicos de resistencia-durabilidad y aspectos económicos.

ESTABILIZACIÓNFÍSICA

Este se utiliza para mejorar el suelo produciendo cambiosfísicos en el mismo. Hay varios métodos como lo son:

Método Granulométrico o de mezclas.

Para estabilizar un suelo grueso o fino debemos tener en cuenta ladistribución en tamaño de sus partículas, forma, textura, pesovolumétrico, fricción interna y cohesión.Los suelos utilizables para la construcción comúnmente son:

Suelos que proceden de bancos naturales, como depósitos de arenadel mar como arenas uniformes, o depósitos de ríos como gravas,arenas, limos y arcillas.

Suelos procesados, Son aquellos procedentes de bancos naturalesson indeseables , por lo tanto necesitamos procesarlos de tal manerade mejorar su granulometría, proporcionar una alta densidad, buenadistribución de tamaños de partículas, forma, textura para una buenaseparación de tamaños de partículas y redosificación, con el objetivo deconseguir buenas compacidades y un mejor efecto de consistencia.

Suelos que proceden de bancos de préstamos; Son suelosutilizables y adecuados para construcción de carreteras, se extraende excavaciones cercanas de la obra vial.

Suelos del tipo especial; Son suelos que han sido modificados ensus propiedades físicas, químicas para obtener resultados adecuadosy utilizables para carreteras, por ejemplo las escorias de altos hornos,cuando ocurre la fundición del fierro.

Compactación:

La compactación de suelos en generales el método más barato deestabilización disponible.La estabilización de suelos consisteen el mejoramiento de laspropiedades físicas indeseables delsuelo para obtener una estructura,resistencia al corte y relación devacíos, deseables.

Existen muchos métodos para estabilizar suelos utilizando materiaquímica como cal, mezclas de cal y cenizas, cemento, y compuestosde ácido fosfórico, pero estos métodos usualmente son máscostosos y pueden utilizar métodos de compactación adicionalmentea las mezclas.

Generalmente el esfuerzo de compactación imparte al suelo:

a) Un incremento a la resistencia al corte, pues ella es función de ladensidad (las otras variables son estructura, φ y c).b) Un incremento en el potencial de expansión.c) Un incremento en la densidad.d) Una disminución de la contracción.e) Una disminución de la permeabilidad.f) Una disminución en la compresibilidad.

También es importante considerar los efectos colaterales;afortunadamente el problema no es tan grave como aparecería aprimera vista, debido al método de estipular o especificarcompactación, utilizado más comúnmente -X% de patrón decompactación, o compactación modificada según el métodoAASHTO. Es, sin embargo, muy importante especificar el tipo desuelo al cuál se aplican los criterios de compactación en unproyecto dado con el fin de eliminar por ejemplo, problemas con elcambio de volumen.

Se reconoce hoy en día que la estructura resultante de la masa desuelos (especialmente cuando hay suelos finos existentes) seasocia íntimamente con el proceso de compactación y el contenidode humedad a la cuál se compacto la masa de suelo. Este conceptoes importante en extremo para compactar los núcleos de arcilla derepresas (por ejemplo), donde asentamientos fuertes podríancausar fracturas de dicho núcleo.

La resistencia óptima de los suelos con estructuras floculadas esmayor a bajas deformaciones que la resistencia de los suelos conestructuras dispersas, es decir, el suelo tiende a la falla frágil.

Es evidente que los criterios de compactación deberían basarse enconsideraciones sobre la estructura del suelo, resistencia,permeabilidad, etc., como propiedades de diseño requeridas másque la simple obtención de una curva de compactación en ellaboratorio y el requerimiento de que el suelo se compacte a undeterminado porcentaje de compactación relativa; sin embargo,muchos -casos especialmente cuando la densidad (y el control deasentamiento) es la única propiedad que se necesita- con esto seobtiene un producto satisfactorio.

La masa de suelo involucrada en el proceso de compactacióncomienza como un sistema de tres fases: suelo, aire y agua.Durante los primeros ensayos hay una cantidad de aire presente,pero el proceso produce un cambio de estado en el cuál cada vezhay más suelo y agua presentes. Aún en la situación delcontenido de humedad óptimo existe una cantidad de aireconsiderable. En la parte húmeda de la curva, el efecto principales el de desplazar más y más aire por agua.

Si el proceso fuera completamente eficiente, sería posiblereemplazar todo el aire de los vacíos con agua para producir unsistema de dos fases (una condición de cero-aire vacíos).

Como nunca es posible sacar todo el aire de los vacíos, lo cualresultaría en una condición de S = 100%, cualquier curva decompactación estará siempre por debajo de la curva aire-vacíos.

LOS GEOSINTETICOSSon un grupo de materialesfabricados mediante latransformación industrial desustancias químicasdenominadas “Polímeros”. Quede su forma elemental depolvos o gránulos sonconvertidos mediante uno omás procesos, en láminas,fibras, perfiles, tejidos, mallas,etc.Se emplea en contacto con elsuelo y otros materiales paraaplicaciones geotécnicas.

FUNCIONES1. Hidráulicas Drenar: Permitir la circulación de un fluido en el plano del geosintético. Filtrar: Permitir la circulación de un fluido a través del geosintético. Impermeabilizar: No permitir el paso de un fluido a través del

geosintético.

2. Mecánicas Separar: No permitir la mezcla de distintos

tipos de suelo. Reforzar: Aumentar la resistencia mecánica

del terreno. Proteger: Producir un efecto colchón sobre las

láminas de impermeabilización,protegiéndolas contra posiblespunzonamientos

PRESENCIA DE LOS GEOSINTÉTICOS EN LASDISTINTAS RAMAS DE LA INGENIERÍA

GEOSINTETICOS

Ingeniería Industrial

Ingeniería Química

Ingeniería Textil

Sistemas de Transporte

aeropuertos

puertos

ferrocarriles

carreteras

Ingeniería sanitaria

Residuos sólidos PotabilizaciónTratamiento

de aguas

aire

sólidos

aguaEcología

Agronomía

Conservación de suelos

Manejo de cuencas

ConstrucciónGeotecnia

Hidráulica

Ingeniería Civil

CLASIFICACIÓNLa familia de los geosintéticos está compuesta por:• Geotextiles, No tejido y tejidos

• Geomembranas

• Georredes

• Geomallas

• Geocompuestos:

* Geodrenes,

* Geomatrices

• Geomantas

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – GEOMEMBRANASREVESTIMIENTO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN, ESTABILIZACIÓN DETERRENOS, CANALES DE CONDUCCIÓN, LAGOS ORNAMENTALES, DEPÓSITOS DEAGUA, PROTECCIÓN CONTRA CORROSIÓN, LIXIVIACIÓN MINERA, RELLENOSSANITARIOS, RESERVORIOS, ACUICULTURA, SELLADO DE RELLENOS, LODOSPETROLEROS, EMBALSES, TANQUES, TÚNELES, ETC.

Planta de tratamiento de aguas residuales Lagos de contención en minería

Presas de relaves mineras

Botadero minero

Reforestando Botaderos mineros

Volcan - Pasco Tintaya – Espinar / Cuzco

GEOTEXTILESEl Geotextil es un material sintético plano formado por fibraspoliméricas, similar a una tela y de gran deformabilidad. Losgeotextiles como su nombre indica, se asemejan a textiles, telas,que se pueden enrollar, cortar, coser, etc.

• Los geotextiles (textiles con aplicaciones en la tierra o terrenos) fueron unode los primeros productos textiles usados en la historia de la humanidad.Excavaciones realizadas en antiguos sitios egipcios muestran el uso deesteras hechas de hierba y lino.

Tejidos No tejidos Tricotados

FUNCIONES:• Filtración: El geotextil retiene las partículas de granofino al fluir el agua de la capa de grano fino a la capade grano grueso.

Separación: Separa dos capasde suelo de diferentespropiedades físicas(granulometría, plasticidad,consistencia) y así evita lamezcla de materiales.

• Drenaje: El geotextil conduce y evacua líquidos (agua) eincluso gases en su mismo plano.

• Refuerzo: Aumenta la capacidad portante (resistencia alcorte) del suelo y la estabilidad en la construcción.

• Protección: El geotextil protege a membranas y otrosproductos relacionados contra ataques físicos(perforaciones y desgaste).

• Facilidad de puesta en obra.• Son económicos.• Permite ahorro de tiempos de

ejecución.• Posibilita soluciones

medioambientales correctas.• Ofrecen muchas variantes y

posibilidades de uso.

Subdrenajes Estabilización de taludes y laderas Protecciones de membranas Repavimentaciones Estabilización de suelos como

refuerzos para:•Caminos, Vías férreas, Contruccioneshidráulicas (protección costera),Drenajes verticales, Campos deportivos,Terraplenes, Túneles, Rellenossanitarios, Gaviones, Muelles, Presas,Diques, Canales.

Carretera Puente Chino – Tingo María - 2006Fuente: Estabilidad de taludes de la carretera Tingo María – Aguaytía – Nivel PostGrado - UNI

Estabilización de taludes y laderas

Solución definitiva Las Vegas - 2006Fuente: Estabilidad de taludes de la carretera Tingo María – Aguaytía – Nivel PostGrado - UNI





Bloques de plásticos

Repavimentaciones

Repavimentaciones

Las adiciones químicas son comúnmente muy utilizadas enel mejoramiento de los suelos, y son un factor fundamentalen el buen desarrollo y desempeño de los mismo.

La principal Función de las adiciones químicas es laestabilización de los suelos y el mejoramiento de suspropiedades geotécnicas, y lograr que este sea apto para elproceso constructivo, esto se consigue mediante la adiciónde Cal, cemento, asfalto, cloruro de Sodio, permeabilizaste yotros.

Propiedades Geotécnicas que se mejoran:

• Estabilidad Volumétrica

• Resistencia

• Permeabilidad

• Compresibilidad

• Durabilidad

Propiedades Geotécnicas que se mejoran

• Estabilidad Volumétrica

Es la expansión y contracción de muchos suelos, originadas por loscambios de humedad, se pueden presentar en forma rápida oacompañando a las variaciones estacionales o con la actividad delingeniero


Resistencia

Aumenta la resistencia al esfuerzo cortante por acción de las cargas quetiene que soportar


Permeabilidad

La permeabilidad' es la capacidad que tiene un material de permitirle a unpermitirle a un flujo que lo atraviese sin alterar su estructura interna. Seafirma que un material es permeable si deja pasar a través de él unacantidad apreciable de fluido en un tiempo dado


Compresibilidad

Es una propiedad de la materia a la cual se debe que todoslos cuerpos disminuyan de volumen al someterlos auna presión o compresión determinada manteniendoconstantes otros parámetros.

La estabilización del suelo cambia considerablemente las característicasdel mismo, produciendo resistencia y estabilidad a largo plazo, en formapermanente, en particular en lo que concierne a la acción del agua.

La cal, sola o en combinación con otros materiales, puede ser utilizadapara tratar una gama de tipos de suelos. Las propiedades mineralógicasde los suelos determinarán su grado de reactividad con la cal y laresistencia final que las capas estabilizadas desarrollarán

ESTABILIZACIÓN DE SUELO PORCAL

• Subrasante (o subbase): La cal puede estabilizar permanentementeel suelo fino empleado como una subrasante o subbase, para crear unacapa con un valor estructural significativo en el sistema delpavimento. Los suelos tratados pueden ser del lugar (subrasante) obien, de materiales de préstamo. La estabilización de la subrasante porlo general implica mezcla en el lugar y generalmente requiere laadición de cal de 3 a 6 por ciento en peso del suelo seco.

• Bases: La estabilización de bases es utilizada para la construcción decaminos nuevos y para la reconstrucción de caminos deteriorados, ygeneralmente requiere la adición de 2 a 4 por ciento de cal respecto alpeso del suelo seco


Tipos de Cal:

Cal Viva: La cal es un término que designa todas las formas físicas en lasque pueden aparecer el óxido de calcio (CaO) denominados también, calviva (o generalmente cal) . Este productos se obtienen como resultadode la calcinación de las rocas.


Tipos de Cal:

Cal Viva Hidratada: Con fórmula Ca(OH)2, se obtiene, de manera natural,por hidratación del óxido de calcio (cal viva) en unos equiposdenominados hidratadores.


Tipos de Cal:

Lechada de Cal: Se Obtiene al hacer el apagado con abundante agua

ETAPAS DE UNA ESTABILIZACIONCON CAL

1. ENTREGA

a) Cal viva o hidratada seca: La cal viva o la cal hidratada seca,puede ser entregada en bolsas de papel o bien en pipas.Ocasionalmente, la cal viva se entrega en el sitio en camiones devolteo


1. ENTREGA

b) Lechada de Cal: Puede ser entregada desde una planta demezcla central o puede producirse en el lugar de trabajo


2.-ESTABILIZACION DE SUBRASANTE

a) Escarificación y pulverización inicial: La subrasante puede

ser escarificada a la profundidad y ancho especificados y luegopulverizarse parcialmente


2. ESTABILIZACION DE SUBRASANTE

b) Aplicación de la Cal:

• Cal Viva: Existen dos formas en que la cal viva seca puede ser aplicada.La primera, los camiones autodescargables o trailers pueden distribuirla cal viva neumática o mecánicamente a la anchura completa delcamión.




• Cal Viva: Otro método para aplicar la cal viva, es porgravedad, dejándola caer formando un camellón.




Cal Hidratada Seca: La cal hidratada debe ser uniformemente

extendida en el porcentaje especificado desde camionesadecuadamente equipados. Un aplicador aprobado es preferible parala distribución uniforme.

No se recomienda descargar la cal en solo “volcán” para realizarposteriormente la extensión con motoniveladora.




Lechada de cal: En este uso, el suelo generalmente es

escarificado y la lechada se aplica con camiones distribuidores.Debido a que la cal en la forma de lechada está menos concentradaque la cal seca, a menudo se requiere dos o más pasadas paraproporcionar la cantidad especificada de sólidos de cal



c) Mezcla preliminar y aplicación de agua: Se requiere unamezcla preliminar para distribuir la cal dentro del suelo y parapulverizar inicialmente el suelo para preparar la adición deagua que inicie la reacción química para la estabilización. Estamezcla puede iniciar con la escarificación. La escarificaciónpuede realizarse aún sin mezcladoras modernas. Durante esteproceso o inmediatamente después, el agua deberá agregarse



d) Periodo de Fraguado:La mezcla de suelo y cal debería fraguarsuficientemente para permitir la reacción química que cambia laspropiedades del material. La duración de este período de fraguadodebería basarse en el juicio de ingeniería y depende del tipo de suelo.El período de fraguado, comúnmente, es de 1 a 7 días. Después delfraguado, el suelo deberá ser mezclado, de nuevo, antes de lacompactación. Para suelos con Índice de Plasticidad bajos, o cuandoel objetivo es el secado o la modificación, por lo general, el fraguadono es necesario.



e) Mezcla Final y pulverización:

Para alcanzar la estabilización completa, es esencial una adecuadapulverización final de la fracción arcillosa y la completa distribuciónde la cal dentro del suelo. La mezcla y la pulverización deberíancontinuar hasta que el 100 por ciento de material pase el tamiz de 1pulgada y al menos el 60 por ciento de material pase el tamiz No. 4.



f) Compactación:

La mezcla suelo-cal deberá ser compactada a la densidad requeridapor la especificación, comúnmente, al menos, al 95 por ciento de ladensidad máxima obtenida en el ensayo AASHTO T99 (Proctorestándar).



g) Curado Final:

puede hacerse de dos maneras: (a) curado húmedo, que consiste en mantener lasuperficie en una condición húmeda a través de un rociado leve y compactándolocuando sea necesario, y (b) curado con membrana, que implica el sellado de la capacompactada con una emulsión bituminosa, ya sea en una o varias aplicaciones . Unadosificación típica de aplicación es de 0.12 a 0.30 galones por metro cuadrado

La estabilización de suelos es unatécnica cuyo fin es conglomerante(normalmente cal y/o cemento) parapermitir su aprovechamiento.

ESTABILIZACIÓN DE SUELOS CONCEMENTO

• Permitir el aprovechamiento de suelos de la traza de

deficiente calidad.

• Reducir la sensibilidad al agua de los suelos, y con ello

aumentar su resistencia a la erosión, a la helada, y a otrosagentes climáticos.

• Permitir la circulación por terrenos intransitables.

• Es una técnica en frío que consume poca energía. Se

disminuyen con ello notablemente la contaminación y las

emisiones de vapores nocivos.

LOS OBJETIVOS

PASO 1: MOVIMIENTO DETIERRA

Vista de un simple equipo de arrastre para el movimiento de suelo.

PASO 2: COLOCACIÓN DELCEMENTO

Colocación del cemento sobre el camino, en el suelo previamente rotulado yperfilado

PAS0 3: MEZCLADO

Utilización de la rastra de discos para rotular y mezclar el suelocemento.

PASO 4: COMPACTACIÓN

Compactación del suelo mediante el rodillo “pata de cabra“

PASO 5: SELLADO

Sellado y compactación final mediante rodillo neumático“

PASO 6: REGADO DE AGUA

PASO 7:

La estabilización de bloques con asfalto sefundamenta en el hecho de que la arcilla es elúnico componente del suelo que es inestable enpresencia de humedad.

El asfalto emulsificador que se usa comoestabilizador de suelos consiste de glóbulosmicroscópicos de asfalto que están rodeados ysuspendidos en medio acuoso.

ESTABILIZACIÓN DESUELOS CON ASFALTO

ESTABILIZACIÓN DE LO SUELOSCON ASFALTO

• El cloruro de calcio se obtiene como un subproducto en forma desalmuera en algunos procesos industriales,

• Se ha demostrado que con la adición de cloruro de calcio disminuyenlas fuerzas de repulsión entre las arcillas, pero hay autores queinclusive aseguran que la película de agua que rodea a las partículas seve eléctricamente reforzada con la adición del cloruro de calcio, a talgrado que se incrementa notablemente la cohesión aparente.

ESTABILIZACIÓN CON CLORURODE CALCIO (CACL2)

ESTABILIZACIÓN CON CLORURODE CALCIO

ESTABILIZACIÓN CON

POLÍMEROS Y

ESTABILIZACIÓN CON

TERRASIL

ESTABILIZACION CON POLIMEROS

¿Qué es un polímero?

La palabra polímero proviene de dos palabras griegas: “poli”, quesignifica muchos, y “meros”, que significa parte.

Los altos polímeros artificiales son los obtenidos por transformaciónquímica de los altos polímeros naturales, sin que se destruya de modoapreciable su naturaleza macromolecularLos altos polímeros sintéticos y semisintéticos reciben generalmente elnombre de plásticos; aun cuando no todos ellos presentan lacaracterística de la plasticidad. A veces se les llama resinas sintéticas porsu semejanza, en estructura y propiedades, a las resinas naturales.

TIPOS DE POLÍMEROS.

Según su composición: Homopolímeros (un monómero) y

copolímeros (dos o más monómeros).Según su estructura: Lineales cuando los monómeros se

unen por dos sitios (cabeza y cola) y Ramificados si algún

monómero se puede unir por tres o más sitios.Según su origen: Naturales como el caucho, polisacáridos

(celulosa, almidón), proteínas, ácidos nucléicos, entre otros

y Artificiales como los plásticos, fibras textiles sintéticas,

poliuretano, baquelita, etc.

En este trabajo se utiliza un polímero sintéticodel tipo termoplástico, por lo que acontinuación se anexa la descripción de éstos.

Los principales son: polietileno, polipropileno,

poli(cloruro de vinilo), poliestireno y poliuretano.

El polietileno.- Es el termoplástico más usado en nuestra

sociedad. Los productos hechos de polietileno van desde

materiales de construcción y aislantes eléctricos hasta

material de empaque. Es barato y puede moldearse a casi

cualquier forma, desde fibras hasta películas delgadas.

El polipropileno.- Se utiliza para elaborar bolsas de

microondas ya que tienen una buena resistencia térmica y

eléctrica además de baja absorción de humedad. Otras

propiedades importantes son su dureza, resistencia a la

abrasión e impacto, transparencia, y que no es tóxico.

El poli(cloruro de vinilo) (PVC).- Se obtiene polimerizando el

cloruro de vinilo. Existen dos tipos, el flexible y el rígido. Ambos

tienen alta resistencia a la abrasión y a los productos químicos.

Pueden estirarse hasta cuatro veces y se suele copolimerizar

con otros monómeros para modificar y mejorar la calidad de la

resina. Las resinas de PVC casi nunca se usan solas, sino que se

mezclan con diferentes aditivos. El PVC flexible se destina para

hacer manteles, cortinas para baño, muebles, alambres y

cables eléctricos; El PVC rígido se usa en la fabricación de

tuberías para riego, juntas, techado y botellas.

El poliestireno (PS).- Es el tercer termoplástico de mayor uso debido a

sus propiedades y a la facilidad de su fabricación. Posee baja densidad,

estabilidad térmica y bajo costo. El hecho de ser rígido y quebradizo lo

desfavorecen. Estas desventajas pueden remediarse copolimerizándolo

con el acrilonitrilo (más resistencia a la tensión). Es una resina clara y

transparente con un amplio rango de puntos de fusión. Fluye

fácilmente, lo que favorece su uso en el moldeo por inyección.

Los poliuretanos.- Pueden ser de dos tipos, flexibles o rígidos.

El uso más importante del poliuretano flexible es el relleno de

colchones. Otros usos: bajo alfombras, recubrimientos,

calzado, juguetes y fibras. Por su resistencia al fuego se usa

como aislante de tanques, recipientes, tuberías y aparatos

domésticos como refrigeradores y congeladores.

USOS DE LOS POLÍMEROS.

Se han producido los llamados "productosgeosintéticos", fabricados mediante polímeros,que son productos geotextiles y geomembranasque tienen cuatro funciones principales:separación, al evitar o minimizar la mezcla demateriales de diferente granulometría; filtración ydrenaje.Los geoproductos se aplican a una ampliavariedad de obras, como taludes y muros detierra, terraplenes en suelos blandos, control deerosión, almacenamientos, cortinas de presas,canales, vías de comunicación, sistemas defiltración y drenaje, disposición de residuos, entreotros.

ESTABILIZACIÓN DE SUELOSCON RESINAS Y POLÍMEROS

El uso de estos materiales en la estabilización de suelos hatenido por objeto principal, formar una estructuraimpermeable al agua; ciertas resinas sintéticas tales comolas del sistema anilina y furfural de naturaleza orgánicaaumentan la resistencia mecánica del suelo mejorando sucohesión.En algunos casos, la resistencia al esfuerzo cortante se

reduce en tanto que la compactación se mejora en forma

notable; es así como a estos materiales se les conoce más

como "agentes que mejoran la compactación" que como

estabilizantes. Un gran número de productos comerciales

caen dentro de esta categoría y su efectividad es muy

variable, dependiendo del tipo de suelo y los elementos

constituyentes del aditivo.

PROCEDIMIENTO PARA LAESTABILIZACIÓN

i. Selección del suelo y determinación de su

comportamiento en relación a su potencial absorción

de agua.

ii. Selección del formato de presentación del aglutinante

(seco o en disolución).

iii.Selección del tamaño y proporción de las fibras según

las particularidades resistentes/aislantes y formato del

producto específico.

iv.Mezclado.

v. Compactación.

vi.Deshidratación.

vii.Curado.

ESTABILIZACIÓN CON TERRASIL¿Qué es el terrasil?

Terrasil es un reactivo modificador de suelos

compuesto al 100% por organosilanos, soluble en

agua, estable al calor y a la radiación ultravioleta.

Terrasil, reacciona químicamente con todo tipo de

suelos y su principal efecto consiste en la

impermeabilización/hidrofugación de las

partículas del suelo frente a la acción del agua.

Los efectos y ventajas en los que se basan las técnicas de

estabilización de suelos han hecho que su aplicación actual no se

limite a capas de infraestructura como terraplenes, coronación y

fondos de desmonte en carreteras sino que se apliquen en multitud

de tipos y partes de las explanaciones

Estabilización y reparación de caminos y vías de

servicio.

Estabilización de explanaciones aeroportuarias (pistas

de vuelo).

Estabilización de infraestructuras ferroviarias,

especialmente de alta velocidad.

Estabilización de terrenos para las explanaciones en

grandes obras de urbanización.

Estabilización de zonas de vertederos para construir

sobre ellas instalaciones deportivas y de ocio.

VENTAJAS1. Multiplica el índice CBR.- nos indica la capacidad portante de un

suelo en función de su estado, densidad y humedad asi como de

la sobrecarga que se le aplique.

2. Evita la absorción de agua.- Al convertir el suelo en repelente al

agua, eliminamos la absorción por capilaridad. Esto asegura que

el suelo se mantenga seco y con gran fricción entre partículas

independientemente de la humedad de la capa inferior.

3. Mantiene la transpirabilidad.- Esto significa que el suelo

eliminará el agua en forma de vapor, mientras impide la entrada

de agua en forma líquida.

4. La capacidad expansiva del suelo depende de su naturaleza; si

un suelo arcilloso modifica el contenido de humedad, el cambio

de volumen puede ser significativo. Los hinchamientos por un

aumento de humedad como retracciones por desecación al

reducir la humedad, son problemas muy importantes a tener en

5. Previene las reacciones químicas.- Muchas de las acciones

químicas adversas que afectan a los suelos, se producen en

presencia de agua. El hecho de que los suelos tratados se

mantengan completamente secos retrasa o elimina la

posibilidad de que estas reacciones se produzcan por lo que el

suelo se comportará de la misma forma.

6. Minimiza la expansividad del suelo.- La Expansividad es un

fenómeno que afecta algunos suelos, y que puede acarrear

múltiples problemas a la edificación, por lo cual requiere de un

estudio pormenorizado.

7. La capacidad expansiva del suelo depende de su naturaleza; si

un suelo arcilloso modifica el contenido de humedad, el cambio

de volumen puede ser significativo. Los hinchamientos por un

aumento de humedad como retracciones por desecación al

reducir la humedad, son problemas muy importantes a tener

VENTAJAS

ESTABILIZACIÓN CON TERRASIL.Procedimiento.

1. Estudio previo de laboratorio

1.1 Estudiar humedad óptima de compactación

1.2 Estudiar dosificaciones mínimas para la mejora necesaria

2. Estudio de humedad in-situ (para estimar el agua necesaria para la

compactación)

3. Escarificar/roturar el suelo (a la profundidad requerida del tratamiento)

4. Aplicar producto

4.1 Diluir producto en agua: Diluir el producto en el agua de

compactación

4.2 Regar en la dotación definida por los ensayos

5. Mezclar exhaustivamente

6. Compactar

7. Aplicar riego de sellado

ESTABILIZACION IONICA• MECANISMO DE ESTABILIZACION IONICA.

• Estos actúan fundamentalmente sobre la capacidad de intercambio

iónico de los suelos. Neutralizando en sus partículas las actividades

electroquímicas. Esta particularidad es la que permite anular la

adsorción química de agua, causal de hinchamiento y la pérdida de

soporte en los suelos viales.

FUNCIONAMIENTO DELESTABILIZADOR IONICO DE SUELO• Es sin dudas la herramienta mas avanzada de la neutralización y

eliminación del agua de adsorción, causante en gran medida del colapso delos caminos. Las ventajas respecto al encalado son por ejemplo la fácilaplicación, un compuesto liquido concentrado . Pro lo cual requiere muybajo acopio y se aplica con tanque regado independientemente de lascondiciones ambientales produciendo su accionar, profundos cambios anivel de cada partícula con lo cual no hablemos de un solo conjunto deformulaciones diseñada para cada requerimiento.

LA PRESENCIA DE CUATROTIPOS DE AGUA EN FUNCIÓN

Agua química que es parte constitutiva de la partícula de suelo, solo se libera porcalcinación, pero es muy pequeña y no influye en el comportamiento de los suelos.

Agua de adsorción es la retenida por las cargas electroquímicas, son muy estables ycausantes del hinchamiento, característica está presente en las arcillas. Por esta razón sedescartan los suelos naturales con presencia de arcillas por suelos granulares con altocontenido de limos calcáreos.

Agua de retención superficial es temporal y se elimina por percolación y evaporación.

Agua de poro capilar es más estable por el efecto de tensión superficial a nivel de loscapilares del suelo, Al igual que la de retención superficial, no produce inconvenientespara la estabilidad de los suelos viales y es un fundamental reservorio de agua para losvegetales.

BENEFICIO DEL SISTEMA IÓNICO.

• Se eligió aplicar el estabilizador iónico de suelos para mejorar las propiedades hidráulicas ymecánicas del suelo arcilloso existente y que se mantengan en el tiempo con bajo costo demantenimiento y en los requerimientos de resistencia y durabilidad adecuados.

Reducir el IP en un 30% (mediante la reducción del LL),

Se reduce el hinchamiento entre 50 y 100%,

Aumenta la densidad máxima entre 3 a 5% y aumenta el CBR de acuerdo al tipo de sueloplástico que se estabilice.

• Las carreteras en las que se aplica estabilización iónica han soportado adecuadamente elperiodo de lluvias de la región y tiene mayor capacidad de resistencia.

ESTABILIZACIÓNMECÁNICA

COMPACTACIÓN DE SUELOS

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COMPACTACIÓN

• Es la densificación (aumento de la densidad del suelo) mediante la aplicación de energía mecánica.

El suelo está formado por partículas de tamaño y forma variada y entre las partículas existenespacios vacíos o poros, que pueden hallarse llenos de agua, de aire o de ambos a la vez.

Asimismo se sabe que cuando una masa de tierra está suelta ocupa mayor volumen porque tienemayor número de vacios. En cambio, cuando “apretujamos” o comprimimos esta masa de tierra, sehace más compacta y observamos un decrecimiento del volumen total a causa de la disminución delVolumen de Vacios.

A esta operación de “comprimir” una masa de tierra se le denomina compactación.

107

Al compactar un suelo la densidad aumenta por acomodo de laspartículas a posiciones más juntas, con una reducción del volumende aire; el volumen de agua permanece constante.

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aire

agua

sólidos

Vt1

Ws

aire

agua

sólidos

Vt2

Ws

Antes de laCompactación

Después de laCompactación

D1= Ws /Vt1

D2= Ws /Vt2

Vt1 > Vt2;

Como:entonces:

D2 > D1

Nota.- Después de la compactación el suelo no llega a la saturacióncompleta ( S1 < 100%).

OBJETIVOS DE LA COMPACTACIÓN.

Mejorar las propiedades del suelo:

• Con la compactación habrá un contacto mas firme entre las partículas,por lo que la resistencia al corte del suelo aumenta y por lo tantotambién su capacidad de carga.

• Al disminuir los vacios el suelo se vuelve más impermeable.

• Al reducirse la relación de vacios disminuye la capacidad dedeformación y los asentamientos quedarán reducidos.

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APLICACIONES

• Represas.

• Terraplenes de carreteras, canales, ferrocarriles, etc.

• Mejoramiento de terreno para cimentaciones (eventualmente)

• Pavimentos.

110

111

Represas Terraplenes

MÉTODOS USADOS

Dependen del tipo de suelo:

• Los suelos friccionantes como la arena, se compactan efectivamentepor métodos vibratorios.

• Los suelos arcillosos se compactan mejor bajo la acción de grandespresiones o por fuerza de impacto.

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FACTORES DETERMINANTES

• Contenido de humedad.

• Energía de compactación aplicada (energía especifica por unidad devolumen).

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ENERGÍA ESPECIFICA

Se denomina Energía Específica de compactación a la energía quese aplica al suelo por unidad de volumen.

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La energía específica es muy fácil de evaluar en unensayo de laboratorio, en que se imparte al suelo porimpactos o golpes dados por un martillo o pistón, ypuede ser expresada por la ecuación:

Ec=

La energía específica es muy fácil de evaluar en unensayo de laboratorio, en que se imparte al suelo porimpactos o golpes dados por un martillo o pistón, ypuede ser expresada por la ecuación:

Ec=

Estuardo A. Lizarzaburu Velarde. Ingeniero Civil. 115

N.n.W.h VDonde:

E c = energía específica.N = Número de golpes del martillo o pistón compactador por

cada una de las capas en que se acomoda el suelo en elmolde de compactación.

n = Número de capas.W = Peso del Martillo o pistón compactador.h = altura de caída del pistón al aplicar los impactos al suelo.V = volumen total del molde de compactación, igual al

volumen del suelo compactado.

OPTIMO CONTENIDO DEHUMEDAD

Cada suelo tiene un contenido de humedad con el cual alcanza su densidadmáxima bajo un esfuerzo de compactación dado. Este contenido de humedades el optimo contenido de humedad (OCH).

Las pruebas de laboratorio de acuerdo al método de compactación pueden ser

de los siguientes tipos:

a) Pruebas dinámicas

• Proctor Estándar y Modificado

• Impacto California

• Británica Estándar

• E-10 del Vs Bureau

PRUEBAS DE LABORATORIO

b) Pruebas Estáticas o Precisión• Porter Sop

c) Pruebas por Amasado• Miniatura Harvard• Hveen

d) Pruebas por Vibración• Mesa Vibratoria

e) Pruebas Especiales• Pruebas Nucleares


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COMPACTACIÓN DE SUELO ENCAMPO

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MÉTODOS EMPLEADOS PARACOMPACTAR EL SUELO EN CAMPO.

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ELECCIÓN DEL EQUIPO DECOMPACTACIÓN

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9. CONTROL DE COMPACTACION

La compactación se mide cuantitativamente por la densidad seca del suelo, la que presentadiferentes valores al ser medida en el campo y en laboratorio, debido a la diferencia decondiciones existentes.

Por lo tanto un control de compactación se efectúa relacionando estos dos valores, lo quese conoce como grado de compactación:

d

G.C. (%) = ---------- x 100

d max

d : Densidad Natural del Suelo

d max : Densidad Máxima Obtenida en Laboratorio

Por la dispersión de resultados existentes se creo la Compactación Relativa o densidadRelativa para medir la compactación que alcanza el suelo en el campo, presentándose lassiguientes relaciones:

emax - enat

Dr (%) = ------------------- x 100%

emax - emin

e max : Relación de Vacíos Máxima del Suelo cuando esta suelto

e min : Relación de Vacíos Mínima del Suelo cuando esta

compacto

e nat : Relación de Vacíos Natural del Suelo in situ

Gracias… ^_^

Date post:	17-Nov-2023
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Estabilizacion de suelos

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