• Author / Uploaded
• Jhonatan José Rojas Miguel

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL Facultad de Ingeniería Civil Tema

: ESTABILIZACIÓN QUÍMICA DE SUELOS

Curso

: MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A LAS VÍAS DE TRANSPORTE

Profesor

: Ing. AYBAR ARRIOLA, Gustavo

Integrantes : RODRIGUEZ YSUHUAYLAS, Shirley Grace

ROJAS MIGUEL, Jhonatan José JUNIO 2014

INTRODUCCIÓN

En la construcción de obras lineales y cualquier otra que requiera grandes explanaciones, es fundamental minimizar y compensar al máximo posible el movimiento de tierras y materiales debido a consideraciones de tipo económico, ambiental y técnico. Además, las condiciones de competitividad y el entrono exigen la continua mejora de los procesos constructivos en cuestiones de coste, plazo y calidad. La reducción al mínimo de los préstamos y vertederos necesarios es el factor determinante en esta optimización.

Los tratamientos y estabilización de suelos son una solución muy interesante pues nos brindan amplia gama de soluciones a diferentes tipos de suelos. En general, a partir de las experiencias tan satisfactorias obtenidas en las estabilizaciones con cal o cemento aplicadas en la construcción de explanadas en carreteras, se ha extendido su práctica a cualquier tipo de explanaciones con suelos con problemas geotécnicos y baja capacidad de soporte.

ESTABILIZACIÓN DE SUELOS La estabilización del suelo, respecto a la característica de dar resistencia a la deformación, añade al suelo aquello de lo que adolece. Si hay un suelo arcilloso hay que añadir material granular. Si es un suelo granular hay que añadir un ligante (material arcilloso). Respecto a la baja sensibilidad a la presencia de agua se obtiene compactando el suelo. Con esto disminuimos el número de poros, con lo que entra menos cantidad de agua en los poros. Los métodos que mejoran la resistencia del suelo incluyen procesos físicos y químicos que aumentan la cohesión y/o la fricción de la mezcla suelo-producto estabilizante o del suelo modificado.

Los tratamientos de suelos más novedosos son:

 Secado e, incluso, descongelación, de cualquier tipo de suelo con cal viva en condiciones climatológicas adversas, permitiendo seguir con los trabajos y concluir las obras en plazo.  Tratamientos de todo el terraplén, construido a base de capas o tongadas de suelos estabilizados con cal o cemento.  Tratamientos de zonas de vertederos, con gran heterogeneidad de suelos, sobre los que se puede, de esta manera, construir instalaciones deportivas y de ocio.  Estabilizaciones mixtas cal – cemento en las que se optimiza el empleo de ambos tipos de conglomerantes. Ante materiales con leves plasticidades o excesivamente húmedos, su tratamiento previo con pequeños porcentajes de cal permite un mejor rendimiento de su posterior estabilización con cemento.

 Reutilización de residuos de todo tipo, empleándolos como materiales en todo tipo de explanaciones y capas de firmes.

 Tratamientos de lodos para mejorar sus condiciones de manipulación y posterior reutilización en capas de plataformas.  Tratamientos de mejora del terreno mediante la aplicación de técnicas diversas: columnas de suelocemento, inyecciones de lechada de cal, etc.  Descontaminación de suelos por inertización que permiten su tratamiento e, incluso, reutilización.

Los conglomerantes usados son cal (viva o apagada) y cemento, pudiendo emplearse, además, otros agentes estabilizadores y aditivos. No obstante, la normativa española sólo contempla el empleo de cualquiera de los dos primeros.

TIPOS DE ESTABILIZACIÓN

Se mezcla un suelo con otro para conseguir una mejor granulometría o agregar un producto químico para modificar las características de los suelos. Es la corrección de una deficiencia para darle una mayor resistencia al terreno o bien, disminuir su plasticidad. Hay dos maneras:  Estabilización granulométrica, mecánica o natural: se mezclan dos, o más, tipos de suelo de diferente granulometría, y que sean complementarios.  Estabilización química: se le añade al suelo algún producto industrial, o un ligante, para darle cohesión, o disminuir la excesiva plasticidad. Se le suele añadir cemento, cal o productos bituminosos.

EJECUCIÓN DE LAS ESTABILIZACIONES

La estabilización de suelos puede ejecutarse de dos formas diferentes:  Mezcla in situ (Vía seca / húmeda).  Mezcla en central o planta móvil. Ejecución in situ por vía seca:

Ejecución in situ por vía húmeda:

GEOCELDAS Geoceldas para la estabilización de suelos están especialmente indicadas para su utilización en la estabilización de suelos en áreas como el soporte de cargas, protección de taludes, canalizaciones, embalses, vertederos y muros de contención.

 Soporte de cargas mediante una técnica de confinamiento, el sistema perforado BonTerra evita el punzonamiento y el movimiento lateral de los materiales agregados.  Protección de taludes y canalizaciones en el que confina, refuerza y retiene masas de tierras vegetales o rellenos de piedras, controlando el movimiento descendente causado por fuerzas hidrodinámicas y gravitacionales.  Contención de tierras en donde se transforma en un sistema de contención de tierras que satisface todos los requisitos estructurales y provee alta flexibilidad en la instalación y un mayor nivel de estética ambiental, mediante una cara totalmente cubierta por una masa vegetal.

 Embalses y vertederos en las que los fluidos requieren tratamiento o control de contención y se utilizan revestimientos impermeables.

Estabilización granulométrica Hay mezclas binarias (lo más normal) y terciarias. Sólo suelen ser viables mezclas binarias por el coste. Se busca una combinación de material granular y limo-arcilloso.

 Si hay exceso de material limo-arcilloso hay problemas por entumecimiento.  Si hay exceso de material granular hay una falta de cohesión y la única interacción es el rozamiento. Se llegó a la conclusión de que la capacidad de compactación (mayor o menor posibilidad de compactar un suelo, es decir, conseguir mayor o menor densidad) tiene relación con la granulometría de la mezcla.

Una buena compacidad va a implicar que sea mayor la densidad seca, con lo que la permeabilidad es menor, lo mismo que la sensibilidad al agua. Además aumentamos el rozamiento interno de las partículas y hay mayor capacidad cementante de la arcilla. Cuánto más compactado está un material la capacidad de la arcilla es mayor.

ESTABILIZACIÓN QUÍMICA DE SUELOS

 Cal: Económica para suelos arcillosos (disminuye plasticidad)  Cemento Pórtland: para arenas o gravas finas (aumenta la resistencia)  Productos asfálticos: Para material triturado sin cohesión (emulsión, muy usada)  Cloruro de sodio y cloruro de calcio: Para arcillas y limos (impermeabilizan y disminuyen los polvos)

 Escorias de fundición: Comúnmente en carpetas asfálticas, dan mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida útil.  Polímeros : Comúnmente en carpetas asfálticas, dan mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida útil.  Hule de neumáticos: Comúnmente en carpetas asfálticas, dan mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida útil.

OBJETIVOS DE LA ESTABILIZACION DE SUELOS -

SUELO-CEMENTO SUELO-CAL SUELO-CENIZAS-CAL-CEMENTO SUELO-ACEITES DE PETROLEO SUELO-ASFALTO SUELO-RESINAS NATURALES SUELO-POLIMEROS ADITIVOS UTILIZADOS PARA LA ESTABILIZACION DE SUELOS

• • • •

CEMENTO CAL CENIZAS ASFALTO

SUELOS ESTABILIZABLES

• • • •

CON CEMENTO CON CAL CENIZAS ASFALTO

SUELOS GRANULARES CON ALGO DE FINOS SUELOS ARCILLOSOS CAL - SUELOS GRANULARES GRANULARES, ARENOSOS Y LIMOSOS

suelo granular

suelo limoso

suelo arcilloso

suelo arenoso

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTO: SUELO-CEMENTO

Se aplica cemento y agua a un suelo granular para que sea más cohesivo. La cantidad máxima de cemento debe ser menor del 7%. La estabilización puede ser:  por cemento: menos del 7%  suelo-cemento: mezcla con más del 7% de cemento También se habla del hormigón pobre (mezcla de arena, grava, cemento y agua), con muy poco cemento. Esta estabilización disminuye el límite líquido y el índice de plasticidad, aumenta la cohesión, aumenta los ángulos de rozamiento, disminuye el hinchamiento, aumenta la resistencia a compresión, los esfuerzos cortantes y el índice de retracción. La máxima estabilización se produce a los 28 días, pero hay que hacerlo, como máximo, en 2 horas, porque empieza a fraguar. Por eso se debe hacer menos de 250 m de camino a la vez.

Los condicionantes del suelo para esta estabilización son: - Granulometría: Prácticamente admite cualquier tipo de suelo. - Influirá en el % de cemento a emplear. Con un % de cemento superior al 7% se desaconseja económicamente su uso.

- Plasticidad: No apto para suelos con elevada plasticidad. Hay de cumplir con LL< 40 y IP