Post on 04-Dec-2015
description
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
ESTABILIZACIÓN DE SUELOS
Al ejecutar una obra es obvio que no todos los suelos a trabajar tendrán las
mismas características, y es ahí donde los ingenieros deben realizar la
identificación de los mismos llevando a cabo una interpretación que les permita
saber el método a escoger para mejorar los suelos cuando estos no cumplan con
las especificaciones requeridas. Dentro de los distintos métodos para estabilizar
los suelos se tiene la estabilización por medios mecánicos, por drenaje, por
métodos eléctricos, por empleo de calor y calcinación y métodos químicos.
Para la aplicación de esos métodos mencionados se requiere con anterioridad el
conocer ciertas características de los suelos dentro de las cuales se tiene la
estabilidad volumétrica y la resistencia, estando ambas ligadas a cambios por
humedad, pero dentro de la resistencia se tienen unos procedimientos para
incrementar el peso volumétrico de un suelo que son la compactación mediante
amasado, vibración o impactos, la vibro flotación, la precarga, el drenaje y la
adición de agentes que reduzcan la fricción y la cohesión entre las partículas, otra
característica es la permeabilidad junto con la compresibilidad y la durabilidad.
Nuestro país se destaca por ser tropical y así mismo tener muchas precipitaciones
lo que aumenta el contenido de humedad en los suelos, que como ya se expuso
es un factor muy complicado de manejar por daños que causa. De igual manera
se tienen diversidades de suelos con características físicas y mecánicas variables.
Dentro de los suelos problemáticos más comunes se tiene los suelos arcillosos
blandos compresibles, los suelos orgánicos, suelos volcánicos y los suelos
expansivos; los suelos arcillosos blandos compresibles son comunes en zonas de
alta precipitación, en lugares que tienen deficiencias en el drenaje natural,
presentando de esta manera altos contenidos de agua y bajas resistencias in situ.
Los suelos orgánicos tipo turbas son aquellos que se componen principalmente
por tejidos vegetales en estados variables de descomposición. Los suelos
volcánicos, como su nombre lo indica están relacionados con la actividad
volcánica, por tanto en Colombia se encuentran en la región andina. Los suelos
expansivos son aquellos que muestran un cambio volumétrico importante cuando
experimentan cambios de humedad.
Después de analizar los distintos suelos que se pueden presentar se requieren
unos procedimientos estandarizados para identificarlos, evaluarlos y tratarlos en
forma adecuada.
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
Los suelos expansivos requieren gran atención y en la parte de su uso como
subrasantes es necesario realizar un trabajo de exploración de campo a lo largo
de la ruta, el cual incluye toma de muestras para pruebas de laboratorio, dentro de
estas esta el muestreo en suelos expansivos que es obtener muestras alteradas
en las que se registran datos de gravedad específica, límites de consistencia y
granulometrías, pero también se hacen pruebas inalteradas con las que se
obtienen muestras con muestreadores de pared delgada, sin uniones y
preferiblemente de acero inoxidable.
En las técnicas para identificación de los suelos expansivos están los métodos
indirectos y los métodos directos, y a su vez están los métodos combinados; en
estos últimos se tienen el método del Bureau of Reclamation (Holtz y Gibbs),
método Seed, Woodwars and Lundgren, método de Vijayvergiya y Chazzaly,
método de Nayak y Christensen y método de Komormk y David.
Recordando que la humedad es uno de los factores que se deben controlar de
mejor forma, también están los métodos para controlar los cambios los cambios
volumétricos que se puedan dar en la subrasante, en los que se tiene el evitar
arcillas expansivas, el reducir las características expansiva, confinar las arcillas
bajo rellenos y minimizar los cambios de humedad en las arcillas luego de la
pavimentación.
En Colombia se cuenta con una serie de técnicas para tratar los suelos
expansivos que se basan en el remplazo del suelo, tratamientos con cal y la
estabilización electroquímica de los suelos de subrasante usando algunos
compuestos químicos.
Suelos arcillosos blandos
compresibles y suelos
orgánicos.
Suelos volcánicos Suelos expansivos
En Colombia se cuenta con alta
presencia de depósitos de arcillas
blandas compresibles y de suelos
orgánicos de deficientes
características. En estos suelos se
requiere aumentar el número de
sondeos y muestrear con tubo
Shelby. Requiere el uso de
geotextiles no tejidos de alta
resistencia a la tensión, y en suelos
orgánicos sedimentarios se
combinan los dos métodos.
Presentan problemas
de explanación y
compactación. Poseen
bajos pesos unitarios,
altas relaciones de
vacíos y humedades
superiores al Ll.
Presenta resistencia al
corte y sin drenar,
como valores de CBR
de buena magnitud.
El grado de expansión de
estos suelos depende de la
cantidad de min. Las
propiedades físicas que
influyen en los cambios
volumétricos, entre ellas, son:
Tamaño de las partículas,
superficie específica y
estructura, densidad seca,
propiedades del agua de los
poros,
confinamientop,caracteristicas
de drenaje y otras.
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
Todo esto se realiza para lograr la estabilización de los suelos alterando las
propiedades físicas, incrementar su resistencia y su durabilidad con el fin de
obtener un material de fundación satisfactorio. Se conoce la cal como el método
mas usado porque cuando el índice de plasticidad del suelo es mayor de 15 y el %
de tamiz pasa 200 es mayor de 25; el objetivo de la estabilización con cal es
mejorar las características naturales del suelo de modo que aumente su capacidad
para resistir los efectos inducidos por el tránsito y los cambios volumétricos en
diferentes condiciones de clima, adaptándose perfectamente a la mayoría de los
casos para lograr positivos resultados. Al mismo tiempo se puede usar cal en
combinación con otros estabilizantes para dar lugar a sistemas mixtos de
estabilización, como se conocen en el medio.
En las propiedades mas relevantes que ofrece la estabilización con cal se tiene la
disminución de la densidad de los suelos, modificar la plasticidad, y aumentar la
capacidad de soporte y resistencia al corte del material y reducir su hinchamiento.
El efecto de la cal sobre el suelo incremente la resistencia pero disminuye la
densidad seca. La resistencia de los suelos se altera ya que la cal la aumenta.
En la estabilización mecánica se realizan correcciones granulométricas para hacer
la selección del mejor material de subrasante. Esto incide en gran manera en la
construcción, pues de la colocación de los materiales se realizaran las
proporciones que ya se han calculado y al final se tendrá como resultado el valor
esperado.
En la estabilización de suelos con cemento, se realizan unas etapas, en la cual
esta de primera la acción de la naturaleza, pues el silicato de calcio formado
cuando los granos de cemento se juntan con el agua causan una reacción
importante. La resistencia de un suelo – cemento se ve favorecida por el aumento
de temperatura y la cantidad de agua que se aplica a la muestra tiene su mayor
importancia durante la compactación. Una buena compactación se obtiene de una
alta densidad seca y solo se obtiene cuando el suelo tiene la humedad óptima.
También se tiene la estabilización de suelos con asfalto, en las que los suelos
arenosos son los mas experimentados por parte de Colombia. Los mejores
resultados se obtienen con las arenas y las gravas arenosas, ya que el asfalto le
brinda permeabilidad y cohesión a estos materiales.
La estabilización de suelos también se puede realizar con ácido fosfórico, pero
presentan un costo elevado para la construcción. La ventaja de este material es la
rápida acción cementante cuando se agrega en el suelo.
Otra estabilización, es con cloruros de sodio que se hace en suelos con
contenidos de materia orgánica. La sal puede agregarse al suelo seco
produciendo una capa con superficie lisa y uniforme. La principal desventaja es la
solubilidad de la sal lo que hace que pueda ser lavada fácilmente por el agua de
percolación.
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
La soda cáustica, el uso de polímeros y resinas pueden utilizarse como
estabilizantes del suelo; pero estas técnicas requieren a su vez de un componente
importante como lo es el contar con un buen sistema de drenaje, que se considera
también una solución para la estabilización del suelo.
No se pude dejar a tras la estabilización electroquímica con aceite sulfonado, que
es un producto derivado del naftaleno derivado a su vez del petróleo., este
provoca que el agua adherida a las partículas rompa su enlace generando un
intercambio iónico de tipo permanente.
En general son varios tipos de estabilización, pero el hecho no es conocer su
concepto sino saber aplicarlos al tipo de suelo adecuado, ya que si aplicamos un
método equivocado aunque sea muy bueno no será al final un resultado favorable.
En el éxito de la estabilización también esta el hacerlo correctamente, utilizando
los materiales adecuados y en el tiempo disponible pues de no ser así quedará
todo mal, y no es que el método sea ineficiente sino que no se supo poner en
marcha.
Para concluir estos métodos son muy relevantes al momento de estudiar los
suelos y encontrar que no cumplen con las características que se requieren pues
la humedad es muy importante controlarla, no se puede dejar que avance y con el
pasar del tiempo vaya causando mas afectación. Pero no es solo la humedad pies
es que esta directamente relacionada con la compactación y si esta queda mal
hallada se tendrán graves problemas en la ejecución del proyecto.
Lina Marcela Ramírez Giraldo
Código: 1101660
17171-Pavimentos- Civ B