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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.

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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.

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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.

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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