• Author / Uploaded
• Ricardo Vivanco

• Categories
• Mecánica de suelos
• Cemento
• Suelo
• Arcilla
• Plasticidad (Física)

Citation preview

UNI - FIC - DAMS MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A VÍAS DE TRANSPORTE

EC 522G

ESTABILIZACIÓN DE SUELOS La estabilización es el proceso mediante el cuál puede mejorase las condiciones de un suelo, tales como: Ø Aumento de resistencia y capacidad de carga Ø Reducción de plasticidad Ø Aumento de la densidad Ø Reducción de la sensitividad al agua Ø Reducción de cambios volumétricos en el ciclo secadohumedecimiento

MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE SUELOS Ø Estabilización mecánica Ø Estabilización con cal Ø Estabilización con cemento Ø Estabilización con asfalto Ø Estabilización química

TIPO DE SUELO O M INERAL Con materia orgánica Arenoso

Limoso con arcilla Caolín Montmorillonita Illita

Ing. Luisa Shuan Lucas / Profesora de Prácticas

ESTABILIZACIÓN Estabilización mecánica Estabilización mecánica para granulometría uniforme. Si son arenas limpias con cemento o asfalto. Estabilización por compactación Estabilización mecánica con arena, cemento o cal Estabilización con cal Estabilización con cemento o cal

1

UNI - FIC - DAMS MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A VÍAS DE TRANSPORTE

EC 522G

ESTABILIZACIÓN MECÁNICA DE SUELOS POR MEZCLA Es la combinación de uno o mas suelos, para dar origen a otro que cumpla con las características indicadas en las especificaciones. Las especificaciones están referidas a la granulometría y plasticidad que debe reunir la mezcla y que los suelos individuales no cumplen.

MEZCLA DE DOS SUELOS – MÉTODO GRÁFICO Se construyen un

cuadrado en cuyos lados se ubican los porcentajes que

pasan correspondientes a cada malla en cada uno de los suelos que se quiere mezclar. Cada malla queda representada por una recta que luego es intersectada

por

el

huso

de

especificaciones,

hallando

los

posibles

porcentajes de cada suelo a intervenir en la mezcla.

MEZCLA DE TRES SUELOS –MÉTODO DEL TRIÁNGULO Se grafica un triángulo equilátero, en cada uno de cuyos lados debe ubicarse: ü Porcentaje retenido en la mall N°4 ü Porcentaje que pasa la malla N°4 y retiene la malla N°200 ü Porcentaje que pasa la malla N°200

El huso de especificaciones queda expresado por un paralelogramo, cuyo centro de gravedad intersectado con el triángulo representa la mezcla óptima.

Ing. Luisa Shuan Lucas / Profesora de Prácticas

2

UNI - FIC - DAMS MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A VÍAS DE TRANSPORTE

EC 522G

MÉTODO GRÁFICO DEL CUADRADO

Ing. Luisa Shuan Lucas / Profesora de Prácticas

3

UNI - FIC - DAMS MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A VÍAS DE TRANSPORTE

Ing. Luisa Shuan Lucas / Profesora de Prácticas

EC 522G

4

UNI - FIC - DAMS MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A VÍAS DE TRANSPORTE

EC 522G

ESTABILIZACIÓN CON CAL Es empleada para estabilizar suelos finos, se le agrega al suelo en una cantidad dada. Con esta estabilización se adquieren las siguientes mejoras:

v

-

Reducción del límite líquido

-

Reducción del índice de plasticidad

-

Aumento del límite de contracción

-

Reducción de cambios volumétricos

-

Aumento de capacidad de soporte

La cantidad usada para la estabilización de la mayoría de los suelos varía entre 5 y 10%, el mejoramiento es debido a reacciones químicas

que

producen

intercambio

catiónico

y

floculación-

aglomeración. v

Los cambios en las arcillas son mas rápidos en las montmorillonitas que en los otros tipos de arcillas, hay una gran disminución en el índice de plasticidad y aumento de la resistencia.

v

La resistencia de un suelo estabilizado con cal puede verificarse con pruebas de compresión simple, triaxial o CBR, en los cuales se realizan las pruebas en el suelo natural y con porcentajes diferentes de cal, ensayados a los 10, 30 y 60 días.

Ing. Luisa Shuan Lucas / Profesora de Prácticas

5

UNI - FIC - DAMS MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A VÍAS DE TRANSPORTE

EC 522G

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA LA ESTABILIZACIÓN DE CAPAS DE PAVIMENTO CON CAL.

-

Escarificación hasta la profundidad especificada

-

Pulverización del suelo

-

Extendido de la cal, en forma manual o con máquina

-

Mezclado preliminar y regado

-

Conformación y compactación ligera antes del curado. Se puede utilizar mezcladoras rotatorias, camión cisterna y rodillos neumáticos ligeros.

-

Curado preliminar, puede requerir de 0 a 48 horas para que el agua y la cal “rompan” los grumos de arcilla. El tiempo de curado queda a criterio y experiencia del ingeniero responsable, en algunas arcillas muy plásticas el tiempo puede extenderse hasta 7 días

-

Mezclado final y pulverización, para reducir los grumos. Si es necesario se agrega mas agua para dar a la mezcla la humedad óptima de compactación

-

Compactación, con el uso de equipos adecuados

-

Curado final por 7 días para permitir el endurecimiento de la capa antes de la colocación de la capa siguiente.

-

Colocación de una superficie protectora.

Ing. Luisa Shuan Lucas / Profesora de Prácticas

6

UNI - FIC - DAMS MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A VÍAS DE TRANSPORTE

EC 522G

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTO Es una técnica muy común en muchos países para estabilizar subrasantes, subbases ó bases. Se usa mayormente para estabilizar suelos arcillosos aumentando su resistencia y durabilidad, pero puede utilizarse en cualquier tipo de suelo.

Existen tres tipos de mezclas de suelo-cemento: 1. SUELO-CEMENTO COMPACTADO Es una mezcla íntima de suelo, cemento y agua, los cuales al ser compactados a una humedad óptima luego de la hidratación del cemento produce un material duro, durable y de bajo costo.

2. SUELO MODIFICADO CON CEMENTO Es una mezcla no endurecida o semiendurecida con pequeñas cantidades de cemento en el orden de 2 y 3 % en peso que no son capaces de producir acción cementante. Se utiliza para bajar la plasticidad del suelo y aumentar su capacidad de soporte. Se aplica en terraplenes, subrasantes, subbases y bases.

3. SUELO CEMENTO PLÁSTICO Es un material endurecido formado por el curado de una mezcla íntima de cemento, suelo y agua que tenga una consistencia de mortero en el momento de su colocación. El producto obtenido tiene propiedades de estabilidad y durabilidad similares al suelo-cemento ordinario pero requiere contenido de cemento superiores en mas de 4% . Se usa en revestimiento de canales, zanjas, revestimiento de taludes,etc.

Ing. Luisa Shuan Lucas / Profesora de Prácticas

7

UNI - FIC - DAMS MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A VÍAS DE TRANSPORTE

EC 522G

CARACTERÍSTICAS DE LA ESTABILIZACIÓN SUELO-CEMENTO

v

Para que un suelo pueda endurecer con una cantidad razonable y económica de cemento debe tener las siguientes propiedades:

v

ü

35% de finos menores de 0.002mm

ü

80% de material pasante el tamíz N°4

ü

límite líquido menor de 50%

ü

Índice de plasticidad menor de 25%

ü

Bajo o ningún contenido de materia orgánica

Los suelos finos del tipo A6 y A7, necesitan mayor porcentaje de cemento en peso.

v

Los suelos arenosos se estabilizan con cemento de manera mas fácil y económica.

v

Los

suelos arcillosos presentan mayor dificultad en el proceso

constructivo

de

estabilización,

pues

se

contraen

y

es

difícil

pulverizarlos. v

Las arcilla sódicas y suelos orgánicos dan malos resultados y producen bajas resistencias a la compresión.

v

El cemento a utilizarse debe cumplir las mismas condiciones que para el uso en concreto.

v

El agua debe cumplir los requisitos para el uso en concreto.

Ing. Luisa Shuan Lucas / Profesora de Prácticas

8

UNI - FIC - DAMS MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A VÍAS DE TRANSPORTE

EC 522G

CEMENTO REQUERIDO POR VOLUMEN PARA LA ESTABILIZACIÓN EFECTIVA DE VARIOS SUELOS

TIPO DE SUELO AASHTO

(%) de cemento

SUCS

en volumen

A-2 y A-3

GP, SP, y SW

6 – 10

A-4 y A-5

CL, ML y MH

8 –12

A-6 y A-7

CL, CH

10 - 14 Según Mitchell y Freitag (1959)

BIBLIOGRAFÍA - Rico Rodriguez-Del Castillo “La Ingeniería de Suelos en las Vías de Terrestres” - Braja M. Das “Principios de Ingeniería de Cimentaciones” - Vivar Romero G. “Diseño y Construcción de Pavimentos”

Ing. Luisa Shuan Lucas / Profesora de Prácticas

9