ESTABILIZACIÓN DE SUELOS

ÍNDICE

1.1.- ESTABILIZACIÓN DE SUELOS.

1.2.- ESTABILIZACIÓN CON CAL.

1.2.1.- PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS CON CAL.

1.3.- ESTABILIZACIÓN CON CEMENTO PORTLAND

1.3.1.- MÉTODOS PARA ESTABILIZAR CON CEMENTO

PORTLAND

1.4.- ESTABILIZACIÓN CON GEOTEXTILES.

1.4.1.- PROCESOS CONSTRUCTIVOS UTILIZANDO

GEOTEXTILES.

1.5.- MEJORAMIENTO CON PRODUCTOS ASFALTICOS.

1.5.1.- PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS.

1.6.-COMPACTACION.

1.6.1.- OBJETIVO DE LA COMPACTACIÓN

1.6.2.- MÉTODO DE COMPACTACIÓN EN EL

LABORATORIO

1.6.3.- CURVA DE COMPACTACIÓN Y SATURACIÓN

TOTAL.

1.7.-ENSAYO CRB.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

ANEXOS.

1.1.- ESTABILIZACIÓN DE SUELOS.

Se conoce como estabilización de un suelo, al proceso mediante el

cual se someten los suelos naturales a cierta manipulación o tratamiento de

modo que podamos aprovechar sus mejores cualidades, obteniéndose un

firme estable, capaz de soportar los efectos del tránsito y las condiciones

de clima más severas.

Cuando un suelo presenta resistencia suficiente para no sufrir

deformaciones ni desgastes inadmisibles por la acción del uso o de los

agentes atmosféricos y conserva además esta condición bajo los efectos

climatológicos normales en la localidad, se dice que el suelo es estable. Por

lo tanto, la estilización de un suelo, es la corrección de una deficiencia para

darle una mayor resistencia al terreno o bien, disminuir su plasticidad. Las

formas de lograrlo son las siguientes:

I. Estabilización física.

Son aquellos procesos en donde se persigue la obtención de

una adecuada granulometría, mediante el agregado de materiales

granulares o cohesivos o ambos a la vez, al primitivo de suelos.

Entre los métodos de estabilización física, podemos encontrar:

Mezclas de Suelos: Este tipo de estabilización es de amplio

uso pero por si sola no logra producir los efectos deseados,

necesitándose siempre de por lo menos la compactación

como complemento.

Geotextiles: Son telas permeables no biodegradables que

pueden emplearse como filtros y para controlar la erosión de

suelos y el transporte de lodos.

Vibroflotación: El apisonamiento de los suelos vía

vibradores es más conocido bajo el nombre de Vibroflotación

o de Vibrocompactación. Es una técnica de estabilización de

los suelos granulosos tales como la arena, las gravas y

terraplenes. El método consiste en poner las partículas en

suspensión por vibración, para que puedan reordenarse en

un estado más compacto.

Consolidación previa: Es un proceso de reducción de

volumen de los suelos finos cohesivos (arcillas y limos

plásticos), provocado por la actuación de solicitantes (cargas)

sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo

generalmente largo. Produce asientos, es decir, hundimientos

verticales, en las construcciones que pueden llegar a rompes

si se producen con gran amplitud.

II. Estabilización Mecánica.

Son aquellas con los que se logra mejorar considerablemente

un suelo sin que se produzcan reacciones químicas de importancia,

es decir, obtener una buena compactación y densificación del

material portante. Entre ellos esta:

Compactación: Es el proceso artificial por el que las

partículas de suelo son obligadas a estar más en contacto los

unos con los otros, disminuyendo la cantidad de vacíos,

utilizando para ello métodos mecánicos.

Pila Vibrante: Este es a partir de una pila que es cargada por

una especie de grúa. Al poner a vibrar a la pila sobre el suelo,

sus partículas sé recamado y se compacta el suelo. El arreglo

de puntos en donde se pone la pila es cuadrado y las

distancias dependen del tipo de suelo, el grado de

compactación y la capacidad de vibración de la pila.

III. Estabilización Química.

Es la aplicación de un agente estabilizador químico que tiene

como objetivo estabilizar el suelo al mezclarse con este. La

estabilización química, se refiere al cambio de las propiedades del

suelo por efectos físico-químico de superficie, mediante la

sustitución de iones metálicos y cambios en la construcción de los

suelos involucrados en el proceso. Dentro de ellos, podemos

encontrar:

Cal: Es económica para suelos arcillosos (disminuye

plasticidad).

Cemento Portland: Empleadas 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: Es aplicado en arcillas

y limos (impermeabilizan y disminuyen los polvos).

Escorias de fundición, Polímero y Hule de neumáticos:

Comúnmente se usa en carpetas asfálticas, dan mayor

resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida útil.

IV. Estabilización Térmica.

Es un tipo estabilización muy poco empleada y existen dos

técnicas de estabilización térmicas:

Calentamiento: Se refiere al calor que se le aplica al suelo

por llama directa aplicada en su superficie o por circulación

de gas calentado. En particular es muy útil para reducir el

trabajo de expansión de los suelos arcillosos.

Enfriamiento: en particular se lo aplica a los suelos finos en

el cual produce una disminución de su resistencia al aumentar

la repulsión entre las partículas y causar el movimiento

interarticular por efecto del gradiente térmico.

V. Estabilización Electroquímica.

Implica un cambio de base producido por una corriente eléctrica.

Los cationes de aluminio se desprenden de un electrodo positivo de

aluminio y emigran en el suelo, hacia el electrodo negativo y en el

curso de sus movimientos se efectúa el cambio de base. Al mismo

tiempo el drenaje electroósmosis hacia el electrodo negativo que

tiene la forma de un poso.

1.2.- ESTABILIZACIÓN CON CAL.

Es un método económico para disminuir la plasticidad de los suelos

y aumentar la resistencia. Los porcentajes van del 2 al 6% con respecto al

suelo seco del material por estabilizar.

Los estudios que se deben realizar a suelos estabilizados con cal

son: límites de Atterberg, granulometría, equivalente de arena, CBR,

compresión. Además también se realizan estos estudios para suelos

estabilizados con cloruro de sodio y calcio, y cemento Portland.

1.2.1.- PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO EMPLEANDO CAL.

La capa inferior a la que se va a estabilizar deberá estar

totalmente terminada, el mezclado puede realizarse en planta

(mejores resultados) o en campo, la cual puede agregarse en forma

de lechada o a granel.

Cuando se efectúa el mezclado en el campo, el material que se

va a mejorar deberá estar suelto, se abre y se le agrega el

estabilizador para después hacer un mezclado en seco, se

recomienda agregar una ligera cantidad de agua para evitar los

polvos.

Se recomienda no estabilizar cuando amenace lluvia o cuando

la temperatura ambiente sea menor a 5 °C, además se recomienda

que la superficie mejorada se abra al tránsito vehicular en un tiempo

de 24 a 48 horas.

1.3.- ESTABILIZACIÓN CON CEMENTO PÓRTLAND.

Aumentar resistencia, también se disminuye la plasticidad, es muy

importante para que se logren estos efectos, que el material por mejorar

tenga un porcentaje máximo de materia orgánica del 34%.

1.3.1.- EXISTEN DOS MÉTODOS PARA ESTABILIZAR CON

CEMENTO PÓRTLAND

I. Tipo flexible: En el cual el porcentaje de cemento varía del

1 al 4%, con esto solo se logra disminuir la plasticidad y el

incremento en la resistencia resulta muy bajo, las pruebas

son semejantes a las que se hacen a los materiales

estabilizados con cal.

II. Estabilización rígida: El porcentaje de cemento varía del

6 al 14%, este tipo de mejoramiento es muy común en las

bases, para asemejar el módulo de elasticidad al de la

carpeta, con ello se evita una probable fractura de la

carpeta.

Para conocer el porcentaje óptimo se efectúan pruebas de

laboratorio con diferentes contenidos de cemento. Las pruebas

utilizadas son: Proctor para conocer su peso específico y humedad

óptima de compactación. Además de esto se le aplica una prueba a

la resistencia de compresión sin confinar (simple).

1.4.- ESTABILIZACIÓN CON GEOTEXTILES.

Se emplean como elementos de distribución de cargas en los pavimentos.

En los taludes y en los cortes, ayudan a proteger de la erosión. Hay tres

tipos: Material entrelazado perpendicularmente, materiales de telas unidas

mediante un tejido de punto y materiales no tejidos.

1.4.1.- PROCESO CONSTRUCTIVO UTILIZANDO GEOTEXTIL.

La capa inferior a la colocación del geotextil deberá estar

totalmente terminada, en suelos muy blandos se puede cortar la

vegetación al ras y se deberán rellenar las depresiones, se deberá

estirar el geotextil para que no haya arrugas, dándole el traslape

adecuado.

Si se usa como impermeabilizante deberá agregársele asfalto

para formar una barrera, el beneficio que se tiene al usar este

producto es el aumentar la vida útil al pavimento, disminuyen los

costos de mantenimiento.

1.5.- MEJORAMIENTO CON PRODUCTOS ASFALTICOS.

I. Cemento asfáltico: Residuo último de la destilación del petróleo (la

destilación para eliminar los solventes volátiles y los aceites).

II. Emulsiones asfálticas: Es una dispersión de asfalto en agua en

forma de pequeñas partículas de Ø 3 y 9 micras.

Las emulsiones asfálticas son las más usadas ya que se

pueden emplear con pétreos húmedos y no se necesitan altas

temperaturas para hacerlo maniobrable. Las emulsiones asfálticas

se encuentran en suspensión con el agua, además se emplea un

emulsificante que puede ser el sodio o el cloro, para darle una cierta

carga a las partículas y con ello evitar que se unan dentro de la

emulsión.

Cuando se emplea sodio, se tiene lo que se conoce como

emulsión aniónica con carga negativa y las que tienen cloro son las

emulsiones catiónicas que presentan una carga positiva, siendo

estas últimas las que presentan una mejor resistencia a la humedad

que contienen los pétreos.

Las emulsiones pueden usarse casi con cualquier tipo de

material que no presente un alto índice de plasticidad, puede usarse

también con las arcillas pero solo le agrega impermeabilidad,

resultando un método muy costoso.

Es importante que el material pétreo que se va a mejorar,

presente cierta rugosidad para que exista una adherencia adecuada

con la película asfáltica.

1.5.1.- PROCESO CONSTRUCTIVO

No hacer la estabilización con mucho viento, menos de 5° C o

lluvia. También se puede estabilizar con ácido fosfórico y fosfatos;

fosfato de calcio (yeso), resinas y polímeros.

1.6.- COMPACTACIÓN.

La compactación en el proceso realizado generalmente por medios

mecánicos por el cual se obliga a las partículas de suelo a ponerse más en

contacto con otras, mediante la expulsión del aire de los poros , lo que

implica una reducción más o menos rápida de las vacíos, lo que produce

en el suelo cambios de volumen de importancia, principalmente en el

volumen de aire, ya que por lo general no se expulsa agua de los huecos

durante el proceso de compactación, siendo por lo tanto la condición de un

suelo compactado la de un suelo parcialmente saturado.

1.6.1.- OBJETIVO DE LA COMPACTACIÓN.

El objetivo de la compactación es el mejoramiento de las

propiedades de ingeniería de la masa de suelos, con la finalidad de

obtener un suelo de tal manera estructurado que posea y mantenga

un comportamiento mecánico adecuado a través de toda la vida útil

de la obra.

1.6.2.- MÉTODO DE COMPACTACIÓN EN EL LABORATORIO.

La compactación se mide cuantitativamente por la densidad

seca del suelo, en cual está íntimamente relacionado con la densidad

húmeda del suelo y el contenido de agua que posee este, estando

estos valores influenciados por una seria de factores:

Humedad.

Tipo de Suelo.

Energía Específica.

El Método de Compactación.

La Recompactación.

La Temperatura y la Presencia de Otras Sustancias.

Energía Específica o intensidad de compactación.

Cuando se emplea en el laboratorio la compactación por

impacto la energía queda definida por:

𝑬𝑪 = 𝑵𝒏𝑾𝒉

𝑽

Siendo:

𝑬𝑪 : Energía Específica o Energía de Compactación.

𝑵: Numero de golpes del pisón por cada capa.

𝒏: Numero de capas.

𝑾: Peso de pisón compactador.

𝒉: Altura de caída del pisón.

𝑽: Volumen total del molde de compactación.

1.6.3.- CURVAS DE COMPACTACIÓN Y SATURACIÓN TOTAL.

Cuando se compacta un suelo bajo diferentes condiciones de

humedad y siendo cualquiera el método empleado, se relaciona las

densidades con los porcentajes de humedad, lo que da como

resultado una curva como la que se muestra:

Las curvas

nos indican un

máximo absoluto

para el valor de la

densidad (MDS) y

la humedad correspondiente a este punto (OCH).Cada suelo tiene su

propia curva de compactación, que es característica del material y

distinta de otros suelos. A la parte de curva situada en el lado

izquierdo se le conoce con el nombre de rama seca y al de la derecha

como rama húmeda.

1.7.- ENSAYO CBR.

Este método establece el procedimiento para determinar un índice

de resistencia de los suelos, conocido como Razón de Soporte de California

(CBR; California Bearing Ratio) El ensayo se realiza normalmente a suelos

compactados en laboratorio, con la humedad óptima y niveles de energía

variables.

Este método se utiliza para evaluar la capacidad de soporte de

suelos de subrasante, como también de materiales empleados en la

construcción de terraplenes, sub-bases, bases y capas de rodadura

granulares.

No obstante que originalmente el método fue diseñado para evaluar

el soporte de suelos de tamaño máximo ¾” (20 mm), el ensayo es aplicable

a todos aquellos suelos que contengan una cantidad limitada de material

que pasa por el tamiz de 50 mm y es retenido en el tamiz de 20 mm.

Ha de hacer notar que cuando el tamaño máximo absoluto del

material en estudio sea superior a 20 mm, el peso retenido en este tamiz

se reemplazará por uno equivalente de material de la misma muestra que

pasa por 20 mm y es retenido en 5 mm.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

2006, “Consolidación de suelos”. Libro en línea. Disponible en:

http://es.wikipedia.org/wiki/Consolidaci%C3%B3n_de_suelos

2012. “Vibroflotación” Libro en línea. Disponible en:

http://www.jeanlutzsa.fr/DNN/es/LOSPROCEDIMIENTOS/Fundacio

nesespeciales/Vibroflotaci%C3%B3n.aspx

Rodríguez, P., 2010. “Suelos”. Libro en Línea. Disponible en:

http://html.rincondelvago.com/suelos_5.html

2008. “Estabilización de suelos” Libro en Línea. Disponible en:

http://www.medellin.unal.edu.co/jecordob/index.php?option=com_d

ocman&task=doc_download&gid=7&Itemid=16.

Nolasco, M., 2011 “Estabilización del suelo por compactación” Libro en

Línea. Disponible en:

http://www.arqhys.com/arquitectura/estabilizacion-suelo-

compactacion.html

Duarte, G., 2013. “Mejoramiento de suelos con adiciones químicas” Libro

en Línea. Disponible en:

http://es.slideshare.net/magaduah/mejoramiento-de-suelos-con-

adiciones-qumicas.

Medina, E., 2009. “Propiedades del suelo”. Libro en Línea. Disponible en:

http://www.arqhys.com/articulos/suelos-propiedades.html

2012. “Compactación de Suelos”. Libro en Línea. Disponible en:

http://www.slideshare.net/ERaCC1/compactacion-de-suelos-

15469536

2007. “Capacidad de soporte del suelo. (CBR)”. Libro en Línea.

Disponible en:

http://ingeconuvdocs.weebly.com/uploads/8/9/4/7/8947127/capacid

ad_de_soporte_del_suelo.ppt

2003. “Compactación de suelos”. Libro en Línea. Disponible en:

http://html.rincondelvago.com/compactacion-de-suelos.html

ANEXOS

Anexo Nº 1: Rodillo Pata de Cabra.

Anexo Nº 2: Rodillo Liso.

Anexo Nº 3: Rodillo Neumático.

Anexo Nº 4: Pisón Vibratorio.

Anexo N º 5: Rodillo Liso Vibrador.

Anexo Nº 6: Pisón de Mano.