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Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría”

Facultad de Ingeniería Civil

Departamento de Civil

Tesis de diploma presentada en opción al título de

Ingeniero en Ciencias Técnicas.

“Comparación de los resultados de diversos ensayos en suelos

arcillosos estabilizados con el nuevo ROCAMIX líquido”

Autor: Eleysi Durruthy Pozo.

Tutores: MSc. Ing. Beatriz Romero Durán.

MSc. Ing. Pedro Morales Quevedo.

La Habana, Cuba

Junio, 2010.

Dedicatoria

A mi familia, especialmente a mi hijo.

Agradecimientos

A mi familia por apoyarme en todos estos años de carrera.

A mi tutora Betty, por confiar en mí, y haber dedicado gran parte de su tiempo

en la elaboración de la tesis.

A mis compañeros de estudio.

Al profesor Pedro y todos aquellos que de alguna manera me apoyaron.

Resumen

El suelo en muchas ocasiones no cuenta con las propiedades ingenieriles para ser utilizado en la

construcción y es por esto que se acude a la técnica de estabilización de suelos, con el objetivo de

mejorar las propiedades tanto físicas como mecánicas del suelo. Este trabajo de diploma se

desarrolla sobre la base de un suelo arcilloso de la Formación Vía Blanca con el objetivo de

determinar su comportamiento cuando es estabilizado con Sistema ROCAMIX Líquido (2% de

cemento), para lo cual fue necesario estudiar, mediante la utilización de ensayos de laboratorio,

sus características. En general se analizaron para el suelo en su estado natural, la granulometría,

la plasticidad, la humedad y el peso específico seco máximo para la Energía de compactación del

Proctor Estándar y Modificado, la resistencia a la compresión simple, el índice de C.B.R y el

comportamiento del suelo en el ensayo a ascensión capilar. Para el suelo estabilizado con Sistema

ROCAMIX Líquido se determinó la variación de la resistencia a compresión simple, el índice de

C.B.R y la ascensión capilar. En el suelo de la Formación Vía Blanca cuando se somete al proceso

de estabilización con Sistema ROCAMIX Líquido se evidencia una disminución en el nivel de

ascensión capilar y un incremento en la resistencia a la compresión simple y en el índice de C.B.R.

Índice

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 6

2.1.- Formaciones arcillosas ...................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

2.2.- Ensayos realizados a muestras de suelos de la Formación Vía Blanca .. ¡Error! Marcador no definido.

2.2.1.- Parámetros para la clasificación del suelo. .................................. ¡Error! Marcador no definido.

2.3 Compactación de los Suelos .............................................................. ¡Error! Marcador no definido. 2.3.2 Energía de Compactación Próctor Modificado ............................... ¡Error! Marcador no definido.

3.1. Resultados del ensayo CBR de suelos estabilizados con el NUEVO ROCAMIX

LÍQUIDO......................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

3.2. Resultados del ensayo de ascensión capilar de suelos estabilizados con el NUEVO

ROCAMIX LÍQUIDO ...................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

3.. Resultados del ensayo de compresión simple de suelos estabilizados con el NUEVO

ROCAMIX LÍQUIDO ...................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Introducción

Departamento de Ingeniería Civil, ISPJAE 6

Introducción

Los suelos son el componente principal de la mayoría de los proyectos de

construcción. Estos deben soportar cargas, pavimentos, servir como canales de

agua, etc. Se pueden utilizar en el estado en que se encuentran o bien, ser

excavados y tratados para adecuarlos al proyecto.

El conocimiento de las características y propiedades de los suelos son muy

importantes en el desarrollo y diseño de los proyectos de construcción. En muchas

ocasiones nos encontramos con que el suelo del sitio, al nivel en que requerimos

apoyar nuestra estructura, se encuentra formado por un material de características

inadecuadas para el uso que se le quiere dar en ese proyecto.

Generalmente estos suelos son de tipo arcilloso, los cuales debido al alto índice de

plasticidad que presentan algunos, pueden representar un peligro para la estructura

por causa de los cambios volumétricos que experimentan y la baja capacidad

portante que presentan. En nuestro país es común la presencia de suelos arcillosos

que debemos estabilizar para poder utilizarlo sin problemas en las obras viales

cuando no cumplen las exigencias del proyecto.

Para tratar esta situación se han ingeniado métodos de estabilización, los que se

encargan de mejorar algunas propiedades de los suelos. Estos métodos de

estabilización se describen con mayor precisión en el capítulo I, donde se hace

referencia a la utilización del producto ROCAMIX líquido y las propiedades que

mejora en el suelo según el manual.

Antecedentes

Este producto se investiga desde hace 5 años, en América comenzó con el nombre

de Consolid con la denominación comercial de Solidry ahora se comercializa como

ROCAMIX. Se han realizado diversas investigaciones en diferentes ensayos

demostrando que ofrece resultados positivos pero se continúa su estudio con el

objetivo de cuantificar su utilidad en la estabilización de base, subbase y subrsante

de carreteras.

Introducción

Departamento de Ingeniería Civil, ISPJAE

Este estudio es parte de un Proyecto de Investigación respaldado por el MICONS

que colabora con la tesis doctoral del Ing. Juan Mario Junco.

Necesidad

Para la presente investigación, se estudia un método de estabilización química, que

consiste en el empleo del nuevo Sistema ROCAMIX Líquido. En este caso se

empleara un suelo arcilloso de la Formación Vía Blanca (que se encuentra en la

localidad del Cerro)

La investigación se realiza a partir de la necesidad de ensayar la utilidad del

producto en la estabilización de suelos para la posible utilización en carreteras como

base, subbase y subrasante, si se logra que el suelo mejore sus propiedades físicas

y mecánicas podemos evaluar la posibilidad de utilizar el suelo en el lugar donde

yace pues se ahorraría tiempo, alquiler de equipos podríamos utilizar el material

existente ahorrando otros materiales granulares para otras obras de mayor

envergadura. Siempre es necesario evaluar la posibilidad de utilizarlo en

dependencia de las condiciones de la zona de estabilización.

Se necesita comprobar la eficacia del producto en la estabilización de los suelos, se

necesita comprobar la mejoría en la impermeabilidad, comprobar ascensión capilar,

resistencia en CBR y Compresión axial

Diseño teórico

Situación problémica.

En nuestro país, las técnicas de estabilización de suelos no han sido muy utilizadas,

por lo que en determinadas obras son transportados los materiales que presentan

las propiedades adecuadas de un lugar a otro y de esta forma se incrementa el

costo de construcción de la obra. En cambio, la utilización de determinados

productos como el Sistema ROCAMIX Líquido pueden mejorar las características

de los suelos en el lugar sin generar estos costos tan elevados. El Sistema

ROCAMIX Líquido es un producto nuevo que está en fase de investigación y según

Introducción


sus fabricantes mejora las propiedades mecánicas y reduce la influencia del agua

para cualquier tipo de suelos.

Objetivos Generales

El presente trabajo tiene como objetivo general estudiar los resultados del ensayo

Compresión axial simple, ascensión capilar y CBR del suelo objeto de estudio antes

y después de ser estabilizado con el nuevo ROCAMIX Líquido.

Objetivos específicos

Obtener propiedades físicas del suelo objeto de estudio para su posterior

clasificación.

Comparar los resultados de CBR del suelo natural y estabilizado.

Comparar los resultados del ensayo de ascensión capilar del suelo natural y

estabilizado.

Comparar los resultados del parámetro de resistencia mediante ensayo de

compresión simple del suelo natural y estabilizado.

Hipótesis de la investigación

La estabilización de un suelo de baja capacidad portante con el sistema nuevo

Rocamix Líquido mejora los parámetros de resistencia a la compresión simple,

disminuye la ascensión capilar y aumenta los parámetros de CBR.

Resultados esperados

Se esperan obtener resultados que permitan establecer el comportamiento del suelo

una vez que haya sido estabilizado, determinando si su resistencia se incrementa y

si disminuye la ascensión capilar.

Alcance de la investigación:

Con el diseño y técnicas de construcción apropiados, se pretende que el tratamiento

de este suelo, transforme químicamente las propiedades del mismo para convertirlo

en un material con características adecuadas para ser utilizado.

Introducción


Métodos y técnicas:

Para la conformación de este trabajo se utilizaron como métodos y técnicas

fundamentales la ejecución de ensayos que permiten determinar el comportamiento

de los suelos.

Trabajos a realizar

Se realizará previamente la caracterización del suelo empleado (arcilla de la

Formación Vía Blanca).La determinación de los parámetros de la resistencia del

suelo se realizará mediante el Ensayo de compresión axial Simple

Las muestras serán confeccionadas utilizando la Energía del ensayo de

compactación Próctor Estándar y Próctor Modificado haciendo una correlación

posteriormente para obtener muestras con el Ensayo Mini Proctor. Las muestras a

utilizar son de suelo natural (arcilla de la Formación Vía Blanca de la zona del

Cerro), y las estabilizaciones de las muestras con igual dosificación del producto

Nuevo Rocamix Líquido.

Estructura de la tesis:

La tesis se encuentra estructurada de la siguiente forma:

Introducción. Diseño metodológico.

Capítulo I. Técnicas de mejoramiento de Suelos.

Capítulo II. Ensayos para determinar las propiedades físicas y mecánicas

de un suelo de la Formación Vía Blanca

Capítulo III. Comparación de resultados del suelo estabilizado con el

Sistema ROCAMIX Líquido.

Conclusiones y Recomendaciones.

Capítulo I: Técnicas de mejoramiento de Suelos

Capítulo 1: Técnicas de mejoramiento de suelos


Introducción

En este capítulo se presenta el “Mejoramiento de suelos” como una de las

técnicas utilizadas con mayor frecuencia en la actualidad cuando, los suelos, en su

estado natural, no cumplen los requisitos indispensables para ser empleados en

una obra de ingeniería civil. El “Mejoramiento del suelo” consiste en modificar las

características físicas, mecánicas y químicas de los suelos; mediante la aplicación

de energía y/o sustancias que hacen que este mejore sus propiedades, donde el

suelo una vez estabilizado, pueda ser aprovechado con nuevas propiedades para

el diseño y construcción de diversas obras.

El suelo como material de construcción ha sido utilizado por el hombre durante

milenios. Constituye el material de construcción menos contaminante, que

requiere de menor energía en su uso y produce el mínimo de desperdicios.

Los conocimientos actuales en el campo del mejoramiento de suelos se basan

principalmente en los estudios sistemáticos con fundamentos científicos

corroborados mediante la experimentación y en el desarrollo de nuevas técnicas,

herramientas y materiales para ser aplicados en suelos que no con los requisitos

para ser utilizado como material de construcción. Gracias a esto, la técnica de

mejoramiento del suelo ha ido ganando terreno en el campo de las construcciones

de tierra, ocasionando el ahorro en los costos y en el tiempo de construcción.

Generalmente el mejoramiento de suelos tiene como principales objetivos

aumentar la resistencia de los suelos, proporcionar o disminuir la permeabilidad en

función de su uso, y reducir los cambios volumétricos (asentamientos y

expansiones).



1.1. Mejoramiento de suelos

Cuando un suelo presenta características y propiedades adecuadas, se dice

que el suelo es estable; pero cuando el suelo no posee las características

deseadas para una construcción en particular, puede ser mejorado añadiendo

uno o más estabilizadores y/o aplicación de energía mecánica. Antes de

considerar el uso de un estabilizador se deben investigar los siguientes puntos:

• ¿El suelo disponible satisface los principales requerimientos incluso sin

estabilización? Esto depende del clima local, riesgos naturales y el tipo de

construcción.

• ¿El diseño de la estructura toma en cuenta las características y limitaciones

del material? Ejemplo de un diseño apropiado es incorporar capas para la

ascensión del agua por capilaridad.

• ¿Es realmente necesaria la estabilización de toda la construcción, o puede

ser suficiente una buena protección para la superficie?

En general puede decirse que todos los suelos pueden ser mejorados (al menos

mediante compactación mecánica), pero si el mejoramiento ha de lograrse por

aportaciones de otros suelos o por medios de otros elementos (por ejemplo

cemento, cal, cloruro de sodio), el costo de la operación puede resultar demasiado

alto si el suelo que se trata de corregir no posee determinadas condiciones. Por

ejemplo, en el caso de una arcilla plástica, sus propiedades desfavorables pueden

ser un índice plástico demasiado alto que signifique un alto valor de expansión, y

por ello una capacidad baja para soportar carga.

El mejoramiento o estabilización de suelos es el procedimiento mecánico y

artificial a través del cual se busca obtener un material que cumpla con los

requerimientos mínimos de resistencia, permeabilidad y estabilidad volumétrica.



1.2 Técnicas de mejoramiento de suelos

Los procedimientos que se aplican consisten de forma general en hacer mezclas

de diferentes suelos, mezclas con diferentes aditivos, sustitución de suelos,

compactación por medios mecánicos, uso alterno de membranas impermeables,

entre otros. En la actualidad los métodos y técnicas de mejoramiento (algunas

más utilizadas y conocidas que otras), han sido agrupadas de la siguiente manera:

In situ: Incluye los métodos de mejoramiento de los suelos en el lugar de

origen para construir sobre ellos. Este tratamiento se realizara en las

condiciones naturales de humedad, consolidación y drenaje que

presenten los suelos, sin ser trasladados o removidos. Entre estos

métodos se encuentran la densificación, la vibroflotación, la precarga, el

drenaje, las inyecciones, entre otros.

Métodos mediante sustitución: El método consiste en retirar cierto

espesor de suelo y sustituirlo por otro suelo de características mejores.

Este método depende del espesor de suelo que se sustituya y del

material utilizado para reemplazarlo. El espesor a sustituir dependerá de

la estratigrafía del lugar. El método es seguro, pero su aplicación puede

ser costosa. Entre estos métodos se encuentran la compactación, el uso

de geotextiles y la estabilización de suelos (que generalmente se

combinan con la compactación).

A continuación se presentan características fundamentales de los métodos más

utilizados:

1.2.1 Impermeabilización

Este método consiste en utilizar recubrimientos plásticos entre las cimentaciones y

el suelo, para impedir el aumento del contenido de agua del terreno de apoyo,

aunque es difícil asegurar que el terreno permanezca totalmente protegido. Es un

método preventivo, dirigido a limitar el efecto de los cambios de humedad que se



generan en los extremos de las construcciones, y por tanto, al colocar una capa

impermeabilizante, como barrera contra la capilaridad del suelo próximo a la

cimentación, manteniendo esta en una humedad constante.

1.2.2 Remoldeo

Este método consiste en remoldear cierto espesor de suelo y volverlo a colocar

compactado con una humedad mayor generalmente que la original y con un peso

volumétrico menor que el que tenía el suelo en su estado natural. Para ello se

requiere conocer las propiedades que se lograran una vez tratado el suelo de esta

manera y asegurar que no se producirán asentamientos o pérdida de capacidad

de carga. Dicho estudio debe dar a conocer el grado de saturación del suelo a

tratar, así como el porcentaje de humedad en estado natural, para conocer la

cantidad de agua que se le debe agregar al suelo para lograr una mejor

maniobrabilidad sin llegar a saturarlo, lo que ocasionaría cambios radicales en las

propiedades del suelo, afectando los parámetros de asentamientos permisibles,

consolidación y esfuerzo cortante.

1.2.3 Inyecciones de lechada

La inyección es el proceso a través del cual se introduce un flujo a presión en el

terreno para sustituir el aire o el agua de las fisuras, grietas y oquedades con un

producto que reducirá el flujo de agua (impermeabilización), y en algunos casos

incrementará la resistencia y el módulo de deformabilidad del medio en forma

significativa (consolidación).

Las inyecciones de suelo con lechada se pueden hacer con las siguientes

finalidades:

Aumentar la capacidad de carga del suelo antes de que se construya una

estructura.



Reducir el asentamiento esperado debido a incremento de cargas sobre

una estructura existente.

Limitar el asentamiento imprevisto de un cimiento en el lugar.

Estabilizar y aislar el suelo contaminado con sustancias químicas

peligrosas.

La efectividad de esta técnica depende de la capacidad de la lechada para

penetrar en los poros y en las fisuras de la masa de suelo. La elección de la

lechada a utilizar dependerá del tamaño de los poros del suelo. Entre los

materiales de inyección mas utilizados se encuentran las suspensiones de cal,

cemento o de arcilla bentonítica.

1.2.4 Vibroflotación

Respecto a la mejora de la resistencia y por ende de la capacidad de carga del

suelo, los procedimientos que se utilizan pretenden generalmente, aumentar las

densidades de los suelos, por lo que las técnicas utilizadas pueden ser de

compactación, vibroflotación, precarga, utilización de diferentes suelos o la mezcla

de ellos, la adición de aditivos, etc.

El método de vibroflotación consiste en introducir un dispositivo en el perfil del

suelo, una vez dentro el aparato vibra e inyecta agua simultáneamente. Esto

ocasiona el reacomodamiento de las partículas de suelo, aumentando así la

densidad. Es un método de mejoramiento para suelos granulares,

fundamentalmente, gravas o arenas con un pequeño porcentaje de finos.

1.2.5 Mejoramiento con aditivos

Este método se refiere al uso de materiales naturales y artificiales para mejorar la

resistencia del suelo. Mejorando la resistencia del suelo se logra también, una

mejora en la estabilidad volumétrica y se disminuye la permeabilidad.



Entre los aditivos más comunes se encuentran el cemento, la cal, el asfalto, yeso,

polímeros, entre otros.

La estabilización química consiste en agregar al suelo un producto, genéricamente

denominado estabilizador, el cual se debe mezclar íntima y homogéneamente con

el suelo a tratar y curar de acuerdo a especificaciones técnicas propias del

producto, de modo que produzca intercambios iónicos entre las partículas

minerales y las materias disueltas en el agua intersticial, logrando que se

modifiquen los nexos estructurales del suelo y transfiriéndole a este ciertas

características que tienden a mejorar sus propiedades, ya sea en la etapa de

construcción y/o en la de servicio.

Estabilización de suelos con Cal

El tratamiento con cal se utiliza en un sinnúmero de aplicaciones, tanto para la

modificación temporal como para la estabilización permanente. Las aplicaciones

“no estructurales” (modificación temporal) se aplican para secar el lodo y crear

plataformas de trabajo durante lo procesos de construcción. Los usos

estructurales (estabilización permanente) se aplican en pavimentos tales como

aeropuertos, estacionamientos, caminos principales y secundarios, pistas de

carreras y otros usos como cimentaciones de edificios y cortinas de presas.

Cuando es añadida cal al suelo húmedo ocurren dos tipos de reacciones químicas

en un breve plazo:

Una reducción de la humedad higroscópica del suelo

Una modificación de la estructura del suelo por formación de grumos

Resumiendo, la cal tiene dos grandes efectos sobre el suelo, uno inmediato que

consiste en la reducción de la plasticidad del suelo y la tendencia a la formación

de grumos, y otro a largo plazo que aumenta la resistencia.

Se puede señalar que los efectos que se producen al tratar un suelo con cal son

los siguientes:

Secado rápido del suelo.



El índice plástico decae bruscamente.

Después del curado, la resistencia a la compresión no confinada

aumenta.

Mejoran las propiedades de resistencia a la tensión de tracción y a la

flexión.

Disminuye la sensibilidad del suelo de sufrir cambios volumétricos.

La capa estabilizada forma una barrera resistente al agua.

Estabilización con sales

a) Estabilización con cloruro de Calcio (CaCl2)

Las principales características que se producen en el suelo estabilizado con esta

sal son:

• Incremento del peso específico.

• Ayuda a mantener una humedad constante en el suelo.

• Reducción del polvo en caminos de tierra.

• Contribuye a la resistencia del suelo.

• Previene el desmoronamiento de la superficie.

b) Estabilización de suelos con silicato de sodio (Na2SO3)

El silicato de sodio pertenece al grupo de compuestos químicos que poseen un

amplio intervalo en sus propiedades físicas y químicas y ha sido empleado como

adhesivo, cementante, detergente, defloculante, catalizador, etc. Las principales

características que se producen en el suelo estabilizado con esta sal son:

• Incrementa la permanencia del agua de compactación.

• Aumenta la resistencia al disgregado.

• Reduce el índice plástico.

• Disminuye la expansión volumétrica.



c) Estabilización con Cloruro de Sodio (NaCl)

Arizpe Narro, G. (2007) El principal uso de esta sal es como matapolvo en bases y

superficies de rodamiento para tránsito ligero. También se utiliza en zonas muy

secas, para evitar la rápida evaporación del agua de compactación, o para evitar

la congelación en la superficie de los pavimentos en climas fríos.

En general, se puede señalar que el empleo de sales para procesos de

estabilización resulta efectivo, aunque presentan la desventaja de ser solubles en

agua, por lo que necesitan aplicaciones continuas para mantener su efectividad,

(no se recomienda en climas húmedos y tropicales).

Estabilización con Productos Bituminosos

Los materiales bituminosos son ampliamente usados como agentes

estabilizadores para muchos suelos y agregados de textura gruesa.

Esencialmente la estabilización con materiales bituminosos consiste en el

mezclado de un suelo pulverizado o agregado con una cantidad determinada de

materiales bituminosos y agua. La función del agua es facilitar el mezclado del

suelo con el asfalto, sirviendo como lubricante y agente portador del asfalto. La

mezcla resultante se compacta a elevada densidad y se somete a un curado

apropiado.

Los tipos más generales de estabilización con materiales bituminosos son:

Arena-asfalto.

Suelo fino-asfalto.

Grava-arena-asfalto.

Los objetivos que se persiguen con el tratamiento son los siguientes:

Proveer la necesaria cohesión.

Protección contra el aumento del contenido de agua en los suelos de grano

fino.

Disminuir los límites de consistencia.



Estabilización con cenizas volantes

Este material es un derivado de las plantas de energía (las cuales producen

millones de toneladas diarias, y que presenta propiedades puzolánicas que

dependen de su composición química.

Este material puede ser utilizado a un costo muy bajo para fines de mejoramiento

de suelos.

En general, todos estos productos están limitados en su aplicación ya que, para

esto, es necesario que se cumpla con ciertas condiciones más o menos rigurosas,

en cuanto a tipos y granulados de suelo.

1.2.6 Compactación

Es el método más antiguo utilizado por el hombre con el objetivo de mejorar el

comportamiento de suelos en las construcciones de tierra. Es un método que tiene

como objetivo mejorar el comportamiento de materiales sueltos y porosos

mediante la aplicación de energía mecánica. El mejoramiento consiste en

disminuir el peso específico del material terroso por medios mecánicos, entre los

que se encuentra, aplicar energía con compactadores de rodillo, dejar caer

grandes pesos sobre el suelo, hacer circular agua a través del suelo, colocar

explosivos, entre otros. Durante este proceso se pueden mejorar las

características del suelo con un aumento simultáneo de la densidad.

Mediante este método es posible incrementar la capacidad de carga, disminuir la

contracción del suelo, la permeabilidad y el asentamiento.

1.2.7 Geotextiles

Los geotextiles son membranas sintéticas permeables o impermeables,

resistentes a la tensión y al punzonamiento que sirven como elemento de

separación, refuerzo, filtración y drenaje en las construcciones. Los geotextiles

constituyen un componente fundamental en los proyectos de ingeniería en la



actualidad, pero su costo en el mercado internacional es alto. Es por ello que en

nuestro país se utiliza solamente con fines experimentales.

A pesar de que la estabilización incluye de forma general la compactación, drenaje

y protección contra la erosión e infiltración de la humedad en un suelo, este

término se ha ido restringiendo a un solo aspecto: la modificación del propio suelo.

1.4 Requisitos del mejoramiento de suelos

Un agente estabilizador satisfactorio debe proporcionar las cualidades requeridas

y además debe satisfacer las condiciones siguientes:

1.- Debe ser compatible con el material del suelo.

2.- Debe ser permanente.

3.- Debe ser fácil de manejar y preparar.

4.- Debe tener bajo costo.

Ningún material llena todos los requisitos y la mayoría son deficientes en la última

condición, el costo.

1.5 Funciones del mejoramiento de suelos

Cada estabilizador debe cumplir el menos con unas de las siguientes funciones:

Incrementar la resistencia a la comprensión, reducir su tendencia a la dilatación

o contracción aglomerando las partículas de suelo unas a otras.

Reducir o eliminar completamente la absorción de agua (que causa

dilataciones, contracciones y erosión) sellando todos los vacíos y poros, y

cubriendo las partículas de arcilla con una película impermeable.

Reducir el agrietamiento proporcionando flexibilidad, que permite que el suelo

se expanda o contraiga en algún grado.

Reducir la expansión y contracción excesiva.



1.6 Estabilización con Cemento

La estabilización con cemento Portland consiste en una mezcla de suelo y

determinadas proporciones de cemento y agua.

El cemento Portland es un material finamente pulverizado, generalmente de color

gris, compuesto por minerales cristalinos artificiales, fundamentalmente silicatos

de calcio y aluminio que son capaces, mediante la reacción con el agua, de

producir compuestos con propiedades semejantes a las de las rocas una vez que

haya endurecido la mezcla.

Olmedo Benítez. R, 2005. La efectividad de la estabilización de suelos con

cemento Portland, ha sido ampliamente estudiada por numerosos investigadores,

llegándose a la conclusión de que ningún tipo de agente estabilizante puede

compararse con la efectividad del cemento. Este tipo de estabilización, debido a la

disminución de los costos de transportación de los materiales de la calidad

adecuada y al mejoramiento de la capacidad portante de toda la estructura del

pavimento, ha desempeñado un importante papel en la construcción moderna de

calles, carreteras y aeropuertos.

El cemento mezclado con el suelo mejora las propiedades de éste desde el punto

de vista mecánico. Las operaciones tecnológicas sobre el suelo estabilizado con

cemento deben iniciarse inmediatamente después de ser añadido el aglomerante,

pues el proceso de fraguado comienza casi de inmediato. Es por ello que este

proceso requiere de organización en todas las operaciones en el proceso

constructivo y de no lograrse, traería como consecuencia la inutilidad de la capa

terminada.



1.6.1 Principales mecanismos de estabilización de suelos con cemento

Portland

• Reacción del cemento con el agua formando una piedra que une el esqueleto

de arena.

• Reacción con la arcilla según sus tres fases:

1. La hidratación provoca la formación de un gel de cemento en la superficie del

suelo arcilloso. La cal liberada durante la hidratación del cemento reacciona con la

arcilla.

2. Progresa la hidratación del cemento y se activa la degradación del aglomerante

arcilloso. La arcilla es penetrada con profundidad por el gel de cemento.

3. Interpenetración íntima del gel de cemento y el aglomerante arcilloso, la

hidratación del cemento continúa pero más lenta.

Lara López. T, Garrido Cepeda. A, 2004. La adición de pequeñas cantidades de

cemento, de 2 a 3%, puede modificar significativamente las propiedades de los

suelos, del orden del 5 al 6%, puede originar que el suelo cambie radicalmente sus

propiedades. En el caso de mezclas del 2 al 6% de cemento con una arcilla,

actúan como losas semirrígidas, además de reducir los cambios de volumen. La

mayoría de los suelos pueden ser empleados para ser estabilizados con cemento,

exceptuando a la capa vegetal. La mezcla cemento-arcilla reduce el límite líquido,

el índice de plasticidad y el potencial de cambio de volumen, además se

incrementa el límite de contracción y la resistencia al corte. Al mejorar un material

con cemento Portland se piensa principalmente en aumentar su resistencia, pero

además de esto, también se disminuye la plasticidad. Casi todos los tipos de suelo

que encontramos pueden estabilizarse con cemento con excepción de los que

contienen altos porcentajes de materia orgánica.



1.6.2 Factores de los que depende el éxito de la estabilización con

cemento

Contenido apropiado de cemento.

Contenido apropiado de agua.

Adecuada compactación.

Proceso de mezclado óptimo.

Existen dos formas o métodos para estabilizar con cemento Portland, una es la

llamada estabilización del 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 y la otra forma de mejorar el suelo con cemento, se

conoce como estabilización rígida, en ella el porcentaje de cemento varía del 6 al

14%.

1.7 Estabilización con el sistema ROCAMIX líquido

Este Nuevo ROCAMIX líquido es un sistema de estabilización y de

impermeabilización del tipo “aditivo de acción química”.

En el manual del fabricante del ROCAMIX se plantea que: “Es una copia fiel de la

naturaleza. El sistema logra en muy corto tiempo el endurecimiento y petrificación

del suelo; algo que para la naturaleza le tomaba millones de años en realizar”.

1.7.1. Mejoras que se logran con la aplicación del sistema

En el manual del fabricante del ROCAMIX se plantea que:

a) En el aspecto Económico y Resistente

Permite una mejora de los valores de sustentación de cualquier tipo de suelo

ligante o débilmente ligante entre 3 y 5 veces, en un 50% de los casos incluso

muy por encima. Se pueden lograr los valores de sustentación deseados con un



75% hasta un 100% del suelo disponible a pie de obra y se ahorra la extracción

y el transporte a vertederos controlados y la aportación de material comprado.

b) Económico

La mejora de las propiedades así como de los valores de sustentación del suelo

es permanente y mejora en tiempo corto el efecto del tráfico. La firmeza y la

estabilidad creciente del suelo tratado llevan a una mejor durabilidad y por eso

también a ahorros aun mayores debido a un menor mantenimiento.

c) Resistencia

Trabaja igual con cualquier tipo de suelo, activa las fuerzas cohesivas propias del

suelo y reduce la influencia del agua de forma importante y duradera. El Sistema

ROCAMIX modifica los suelos en sí mismos de forma permanente y puede ser

utilizado por eso tanto en el lugar de su aplicación como en un procedimiento de

mezcla previa en planta, una vez añadido al suelo, éste mantiene el efecto del

sistema.

d) Simplicidad

Con la utilización de los suelos disponibles a pie de la obra, el Sistema ROCAMIX

provoca un aumento del ahorro y productividad de los recursos (humanos,

materiales, energéticos, financieros y del tiempo) los cuales se gastan y solo se

recuperan en un % determinado; el alto precio del combustible hace que muchos

países y empresas constructoras están sometidas a gastos superiores por este

concepto frenando el desarrollo.

e) Ecología

Inocuidad para el medio ambiente.



f) Mantenimiento

Este producto reduce a mínima expresión las tareas de mantenimiento al

ocasionar una mayor durabilidad y esto trae consigo, el ahorro en los costos de

mantenimiento.

Este sistema de mejoramiento de la calidad de los suelos ha sido utilizado en

diferentes partes del mundo, siendo el material base el suelo. Ha sido utilizado en

la construcción y rehabilitación de carreteras (esta es la aplicación mas extendida

para el sistema y en la que mas experiencia se tiene), en terraplenes para el

emplazamiento de vías férreas, construcción de embalses, sistemas de canales,

construcción de pistas de aterrizaje para aeropuertos, fabricación de ladrillos de

tierra para la construcción de viviendas, etc.

1.7.2 Secuencia técnica de aplicación del sistema ROCAMIX líquido

Clasificación del suelo a tratar (por el sistema AASHTO). Analizar el suelo

donde se va a aplicar el producto, debido a que en función de este análisis,

de la clasificación del suelo, se podrá determinar la dosis de ROCAMIX

concentrado y de cemento por m3 de suelo tratado para lograr el efecto

esperado en el proceso de construcción. Figura 1.1

Determinación de la humedad óptima del suelo (parámetros del Proctor

Estándar y Próctor Modificado).

Preparación del producto ROCAMIX teniendo en cuenta la cantidad de

agua determinada por los parámetros del Próctor Estándar y Próctor

Modificado. En el caso de suelos saturados de agua, no es posible añadir

una sobredosis de la misma, ya que en ese caso no se corresponderá con

los parámetros de compactación, previamente establecidos con las pruebas

de laboratorio.

Aplicación y mezcla del producto con el suelo. La mezcla debe realizarse

cuidadosamente con el suelo del lugar y emplear la maquinaria



correspondiente para obtener una mezcla homogénea. Es por ello que para

el producto líquido y para el sólido se requiere de: camión pipa o tractor con

tanque para el primer caso y tractor con arado o motoniveladora para el

producto sólido. La formula mínima para la aplicación de la mezcla es de 20

litros de agua por una dosis de ROCAMIX concentrado (de 0.3 a 0.5 litros).

Realizar la compactación del suelo siguiendo los parámetros establecidos

por el Proctor Estándar y/o Modificado.

1.7.3 Otros métodos de aplicación de la tecnología ROCAMIX

Además del método tradicional para aplicar la tecnología, existen otras

posibilidades para la colocación de los productos.

El producto sistema ROCAMIX líquido para ser aplicado debe ir a través de dos

fases:

1- Mezcla muy coherente entre el producto ROCAMIX + Cemento + Agua y

suelo del lugar.

2- Compactación controlada del suelo tratado.

Es importante señalar que el efecto ROCAMIX es eficaz solamente después de la

compactación del suelo, es el efecto físico de transmisión de energía que provoca

el efecto químico, consistente en la modificación de los componentes moleculares

del material fino a través de la contribución del ROCAMIX que es un producto

surfactante.

En la práctica es posible combinar el Suelo + Agua + Cemento fuera del lugar de

aplicación, con la ayuda de una máquina hormigonera, central, tornillo sin fin u

otras y después del transporte y la colocación en el lugar de aplicación realizar la

compactación, ya que si no hay compactación no hay efecto ROCAMIX.



La dosis para la aplicación del producto Rocamix y del cemento

corresponde a la clasificación del suelo que debe tratarse La cantidad de producto es la cantidad del producto Rocamix concentrado que debe, para su aplicación, mezclarse con agua [ver preparación]

http://www.rocamix.com/fabricacion.php



DOSIS para su aplicación del producto liquido Rocamix

Con la misma tierra del lugar se riega el producto Rocamix concentrado según la clasificación propia y exclusiva de

Rocamix llamada R1, R2, R3 y R4

Suelo clasificado R1 0,30 Litre de Rocamix concentrado por m3 de la misma tierra del lugar




DOSIS para su aplicación del producto solido aditivo CEMENTO

En una proporción de

Suelo clasificado R1 7,5 kg de Cemento por m3 de la misma tierra del lugar

Suelo clasificado R2 10/15kg de Cemento por m3 de la misma tierra del lugar

Suelo clasificado R3 20 kg de Cemento por m3 de la misma tierra del lugar

Suelo clasificado R4 25 kg de Cemento por m3 de la misma tierra del lugar

Figura 1.1 Dosificación del producto ROCAMIX + cemento en dependencia de la

clasificación del suelo

1.8 Conclusiones Parciales

En esta investigación se tratará la estabilización química con el aglomerante

constituido por el Sistema ROCAMIX líquido+ cemento.

Capítulo II. Ensayos para determinar las propiedades físicas y mecánicas de un suelo de la Formación Vía Blanca

Capítulo II. Ensayos para determinar las propiedades físicas y mecánicas de

un suelo de la Formación Vía Blanca.

2.1.- Formaciones arcillosas Para nuestro estudio debemos saber de que están compuestas las arcillas en

general. Las arcillas son partículas muy finas, que difieren tanto en su constitución

química como en sus propiedades físicas. Químicamente son silicatos de aluminio

hidratados formados durante el proceso de disolución a que están sometidas por

el agua las partículas gruesas de la roca primaria. Entre los minerales que se

encuentran en las partículas de arcilla hay varios tipos, tales como la caolinita,

montmorillonita y la illita. Físicamente las partículas arcillosas se diferencian de las

que constituyen las fracciones más gruesas en que son planas y alargadas o

laminares y por tanto, tienen mayor área superficial por unidad de peso en el caso

de que fueran de forma esférica o cúbica. Las partículas arcillosas están rodeadas

de películas de agua. Las pequeñas dimensiones de los espacios que pueden

existir entre las partículas de arcilla hacen que la permeabilidad de los suelos

arcillosos sea muy baja de ahí que sean muy difíciles de drenar. Los suelos

arcillosos están sujetos a los efectos de consolidación.

2.2.- Ensayos realizados a muestras de suelos de la Formación Vía Blanca

Introducción

La Formación Vía Blanca, la cual data del período Cretácico Superior aparece

con una potencia entre los 500 y 1200 m. Su composición general es de arcilla,

limo (aleurolita), arena, gravelita, argilita, areniscas, conglomerado, calizas,

margas, tobas, areniscas tobáceas y combinaciones de éstas. La gama de colores

varía desde el rojizo, pasando por tonos verdosos, hasta el carmelitoso con

intercalaciones de margas blancas, arcillas, limos y areniscas. Esta formación se

encuentra muy irregular en el terreno, porque a poca distancia se pueden

encontrar bloques de diversas características, producto de su meteorización, lo

Capítulo 2: Ensayos para determinar las propiedades físicas y mecánicas de un suelo de la Formación Vía Blanca


que complica el estudio de su secuencia. Está muy tectonizada y alterada,

plegada y con inclinaciones variables.

El área se encuentra ubicada en la Calzada de Buenos Aires y Consejero Arango,

en el municipio Cerro. Desde el punto de vista geológico se ubica dentro de la

formación Vía Blanca (Vb), perteneciente al Cretácico Superior, caracterizada por

la presencia de argilitas, aleurolitas y areniscas, muy tectonizadas, de color

predominante carmelita-amarillento a gris verdoso, con intercalaciones finas de

margas blancas. Presenta capas de conglomerados polimícticos en diferentes

niveles. Se destaca dentro de ella el miembro Bacuranao la cual constituye una

intercalación de areniscas y aleurolitas polimícticas con cemento calcáreo. La

Formación Vía Blanca se encuentra en la zona este de la ciudad de La Habana,

destacándose los mejores afloramientos en la Vía Blanca y en la Avenida

Monumental.

Los principales elementos litológicos que componen dicha Formación son:

Conglomerado Bahía, al oeste de Guanabacoa, la que contiene clastos de calizas,

areniscas y aleurolitas grauvacas, radiolaritas, peridotitas y grabo serpentinizado,

porfiritas andesíticas, aglomerado, lavas, etc.

Conglomerado Vía Túnel, compuesta por arcillas carmelitas, arenas grauvacas

carmelitas con estratificación gradacional, aleurolitas y calizas fragmentarias.

Conglomerado Casa-escuela situado en la Avenida Monumental, este contiene

clastos de calizas, grauvacas, margas e ígneos andesíticos.

Conglomerado Río piedra Compuesto por clastos de calizas del Cenomaniano-

Turoniano, grauvacas, calizas del campaniano y rocas ígneas. Otros se

encuentran distribuidos en el resto de la provincia, algunos de tipo Bahía, otros

como Río Piedras y sucesivamente.

Una capa de arena y limo de grauvaca carmelita –amarillenta puede tener hasta

2m de espesor, es una característica de la formación, la cual es gradacional, con

granos de 150 a 1300m en la base y de 100 a 600m en el techo. La base está

definida por un brusco contacto con argilitas pardas, fisibles y finamente



laminares. La parte gruesa contiene foraminíferos grandes. Se pueden encontrar

también capas de arenas y aleuritas de composición grauvaca sin gradación

aparente. La base de algunas capas finas de grauvacas presentan estructuras

cóncavas, hay capas de arcillas laminares de pocos centímetros de color

carmelita-amarillento, calcáreas, así como aleurolitas calcáreas blancuzcas. Se

asemeja mucho a la Formación Peñalver, de la cual difiere por faltarle la base

rudítica y por su edad que es Campaniano.

2.2.1.- Parámetros para la clasificación del suelo.

2.2.1.1.- Granulometría.

El ensayo de Granulometría consiste en la determinación de los porcentajes de

piedras, grava, arena, limo y arcilla existente en una cierta masa de suelo la cual

es preparada de acuerdo a la norma “NC 10 1998 Geotecnia. Preparación de

muestras de suelos”. Después de cuarteado el suelo, se toma una muestra y se

coloca en la estufa durante 24 horas. Así se obtiene el peso del suelo antes de ser

lavado. El mismo se coloca en una bandeja, cubriéndola de agua para separar las

partículas más finas del resto de la muestra. Luego se pasa en agua por el tamiz

#200 y se pone a secar. Se determina el peso seco. La muestra que queda se

pasa por el juego de tamices y así se determinan los % retenidos en cada tamiz:

con estos valores se puede trazar la curva de Granulometría, la cual representa

los porcentajes acumulativos de partículas más finas que los distintos tamaños

equivalentes, en función de estos tamaños estando estos últimos situados en una

escala logarítmica.

Este ensayo se llevó a cabo cumpliendo lo establecido en la norma “N.C 20:1999.

Geotecnia. Determinación de la Granulometría de- los Suelos”

Los resultados de los ensayos de Granulometría para las 5 muestras del suelo

objeto de estudio son:



MUESTRA 1

TAMIZ RETENIDO Pasado del total

(%) PARCIAL Tanto por ciento

(gr) Parcial Total

3/4" - - - 100

3/8" 7.39 0.68 0.68 99.32

4 7.23 0.67 1.35 98.65

10 8.55 0.79 2.14 97.86

20 7.69 0.71 2.85 97.15

40 8.20 0.75 3.6 96.4

60 10.47 0.96 4.56 95.44

100 15.47 1.42 5.98 94.02

200 28.47 2.62 8.60 91.40

Tabla 2.1. Ensayo granulométrico muestra 1 Formación Vía Blanca

MUESTRA 2



(gr) Parcial Total

3/4" - - - 100

3/8" 12.30 1.60 1.60 98.40

4 9.77 1.27 2.87 97.13

10 13.29 1.73 4.60 95.40

20 30.29 3.94 8.54 91.46

40 54.50 7.09 15.63 84.37

60 47.90 6.23 21.86 78.14

100 47.65 6.19 28.05 71.95

200 2.95 2.95 31.00 69.00





MUESTRA 4



(gr) Parcial Total

3/8" - - - 100

4 7.93 1.03 1.03 98.97

10 12.50 1.63 2.66 97.34

20 19.57 2.54 5.20 94.80

40 32.78 4.26 9.46 90.54

60 32.23 4.19 13.65 86.35

100 29.11 3.78 17.43 82.57

200 31.64 4.11 21.54 78.46

MUESTRA 3



(gr) Parcial Total

1" - - - 100

3/4" 7.54 0.74 0.74 99.26

3/8" 2.86 0.28 1.02 98.98

4 11.85 1.16 2.18 97.82

10 13.78 1.35 3.53 96.47

20 21.29 2.09 5.62 94.38

40 21.64 2.12 7.74 92.26

60 19.09 1.87 9.61 90.39

100 19.37 1.90 11.51 88.49

200 18.31 1.79 13.30 86.70




MUESTRA 5



(gr) Parcial Total

1" - - - 100

3/4" 7.64 0.72 0.72 99.28

3/8" 5.81 0.55 1.27 98.73

4 23.06 2.17 3.44 96.56

10 6.90 0.65 4.09 95.91

20 6.70 0.63 4.72 95.28

40 8.84 0.83 5.55 94.45

60 15.75 1.48 7.03 92.97

100 10.55 0.99 8.02 91.98

200 19.22 1.81 9.82 90.18

Tabla 2.5. Ensayo granulométrico muestra 5 Formación Vía Blanca.

Se trabajó con 5 muestras obteniendo el promedio de los porcientos pasados:

Tamiz % Pasado

1" 100

3/4" 99.71

3/8" 99.08

4 97.83

10 96.60

20 94.61

40 91.60

60 88.66

100 85.80

200 83.15



Tabla 2.6. Valores de los porcientos pasados promediados de 5 muestras de

suelo de la Formación Vía Blanca

2.2.1.2. Resultados del Ensayo del Hidrómetro

Para obtener la parte de la curva correspondiente a las partículas de diámetros

inferiores al tamiz #200, se realiza el ensayo del hidrómetro. Para efectuar este se

usan 40 g del suelo que pasen por el tamiz #10 y se le añaden 125 ml. de un

defloculante que fue previamente mezclado previamente e 1000 ml, se mezcla

con el suelo y se deja reposar durante 12 horas.

Después se bate la mezcla y se le coloca en una probeta y se agrega agua

destilada hasta completar los 1000 ml, se tapan y se agitan durante un minuto.

A partir de 30 segundos se comienzan a obtener valores de lecturas con ayuda del

cronometro y temperaturas con el termómetro. Se debe realizar una corrección por

lectura y temperatura y después determinar los % pasados. De esta manera se

completa la curva de granulometría.

Figura 2.1 Curva granulométrica como resultado de los ensayos de granulometría

e hidrómetro



Tabla 2.7: Resultados del análisis granulométrico por medio del hidrómetro.

Diámetro % de finos real

D(mm) Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Promedio

0.055 74.3 75.4 75.0 74.9

0.040 70.2 72.5 71.0 71.2

0.023 68.5 68.9 69.0 68.8

0.018 67.0 67.8 67.4 67.4

0.013 66.7 62.7 65.0 64.8

0.011 64.4 65.0 64.7 64.7

0.008 60.0 60.0 60.0 60.0

0.006 53.5 54.0 54.0 53.8

0.004 43.9 50.0 47.0 47.0

0.003 36.7 36.7 37.0 36.8

0.001 24.3 23.9 24.0 24.1

2.2.1.3. Límites de consistencia

El científico de suelos, sueco, Atterberg desarrollo un método para describir

cuantitativamente el efecto de la variación de humedad en la consistencia de los

suelos de granos finos. El estableció lo estados de consistencia de los suelos y

fijo límites definidos, aunque arbitrarios, para cada estado.

Cada límites se define por la humedad que produce una consistencia determinada;

la diferencia entre los límites representa la variación en el contenido de agua o

humedad dentro de la cual el suelo se mantiene en un cierto estado.

-Límite líquido es el contenido de humedad que corresponde al límite arbitrario

entre los estados de consistencia líquido y plástico de un suelo. Se puede definir

brevemente como un suelo con un porcentaje de humedad suficientemente líquido

para fluir en una cantidad determinada mientras que se sacude ligeramente 25

veces en un aparato normalizado, tipo copa de Casagrande.

-Límite plástico es el contenido de humedad que tiene un suelo en el momento

de pasar del estado plástico al semisólido. El límite plástico se define como aquel



porcentaje de humedad con el cual se puede moldear un bastoncito de suelo sin

que se rompa, hasta que tenga solamente un diámetro de 3 mm.

-Límite de contracción se define por la humedad que contiene el suelo amasado

cuando alcanza su volumen mínimo teórico al secarse, viniendo del estado de

saturación.

-El índice de plasticidad es la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico.

Un índice de plasticidad elevado indica una mayor plasticidad, e indican el margen

de humedades dentro del cual el suelo se encuentra en estado plástico tal como lo

definen los ensayos.

Los Resultados de los Ensayos para la obtención de los límites de consistencia se

encuentran en los Anexos 3.

Para la realización de los ensayos de Límites de consistencia, se trabajó con 5

muestras, los resultados se ven reflejados en las tablas siguientes:

Muestra LL (%) LP (%) IP (%)

1 67 30 37

2 69 25 44

3 65 30 35

4 68 31 37

5 69 27 42

Promedio 68 29 39

Tabla 2.8 Límites de consistencia de 5 muestras de la Formación Vía Blanca

„ 2.2.2 Clasificación del suelo

Para la clasificación del suelo en Cuba se utilizan fundamentalmente dos métodos:

Método del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS)

Método de la American Association of State Highway and Transportation

Officials (AASHO).



Para el análisis realizado se siguieron las orientaciones de la norma NC59.2000

correspondiente a: “Geotecnia. Clasificación geotécnica de los suelos” y se tuvo

en cuenta los resultados obtenidos en la granulometría y los límites de

consistencia.

En la tabla 2.9, aparece la clasificación del suelo procedente de la Formación Vía

Blanca utilizando los dos métodos de clasificación que fueron anteriormente

mencionados y teniendo en cuenta la granulometría y los ensayos de límites de

consistencia.

Método Clasificación

SUCS Arcilla de alta compresibilidad (CH)

AASHO A-7-6 (20) Arcilla de alta compresibilidad y alto cambio

de volumen.

Tabla 2.9 Clasificación de suelo.

2.2.3 Componentes y dosificación del ROCAMIX LÍQUIDO

Los componentes del sistema Nuevo ROCAMIX Líquido son:

Producto Rocamix líquido

Cemento

Las porciones del producto Nuevo ROCAMIX Líquido y cemento para 1.0 kg de

suelo utilizado en este estudio serán:

Descripción Suelo (gr). Cemento (gr). Rocamix (ml)

Sin aditivo 1000 0 0

Aditivo 1000 20 14.8

Tabla 2.10 Dosificaciones del Nuevo ROCAMIX Líquido que será utilizado en

este estudio.



2.2.4 Peso Específico.

Este ensayo se basó en la Norma Cubana: “NC.19 1999 Geotecnia.

Determinación del peso especifico de los suelos”, y mediante este se determinó el

peso especifico de las partículas sólidas de los suelos utilizados.

Para su realización se emplearon tres muestras de cada uno de las Formaciones

y se obtuvieron los siguientes resultados.

Muestra Matraz Peso Específico Relativo GS

1 8 2.69

15 2.71

30 2.52

2 36 2.65

13 2.69

22 2.73

3 31 2.68

6 2.70

7 2.74

Promedio 2.71

Tabla 2.11 Peso específico relativo de la fase sólida de 3 muestras de suelo de la

formación Vía Blanca

2.3 Compactación de los Suelos

Los ensayos Próctor Modificado y Próctor Estándar, entre otros ensayos, forman

parte de la familia de compactación del suelo. Los cuales son realizados por

medios mecánicos, los que obligan a las partículas del suelo a ponerse más en

contacto unas con otras.

Para nuestro estudio se utilizara el Ensayo Próctor Estándar y Próctor Modificado

para obtener las humedades óptimas tanto para la confección de las muestras del

ensayo CBR, como para la obtención de las probetas en el miniproctor para medir

ascensión capilar y resistencia a compresión simple.



2.3.1 Energía de Compactación Próctor Estándar

Los estudios de compactación del suelo realizados en los laboratorios por

Ingenieros expertos en esta rama, dieron como resultado que el aumento de

densidad seca, producido por la compactación, depende principalmente de la

humedad que contenga el suelo y de la compactación que se le aplique. Con una

compactación determinada, existe para cada suelo una humedad, que se le

denomina humedad óptima, con la cual se obtiene la máxima densidad seca. A

través de estos ensayos se logró percibir que es imposible que el suelo pierda

todo el aire encerrado en los poros, de ahí que las curvas de humedades tengan

por tendencia de no tocar la línea de saturación cero aire.

De la gráfica realizada, con una misma energía de compactación Próctor, se

obtiene la denominada "curva de compactación": Se observa que, en la medida que

la humedad aumenta se obtienen pesos específicos secos mayores, debido a que

el agua en los poros de suelo lubrica las partículas, provocando un mejor reacomodo

de éstas, hasta un valor máximo de humedad, a partir del cual el aumento de

humedad impide, con el espacio ocupado por el agua, que las partículas se unan. El

agua de los poros absorbe la energía de compactación aplicada y por tanto el peso

específico seco disminuye. La rama de aumento del peso específico seco se

denomina rama seca y la de descenso rama húmeda.

Proctor, 1933, estableció un ensayo de compactación, que aplica un tipo de

energía dinámica, para su estudio de la compactación económica. Las

características del ensayo ideado por Próctor son:



h = 12” = 1 pie

W = 5,5 lb

El Pisón se desliza dentro de un tubo

Energía por unidad de volumen del ensayo Próctor Estándar:

3

3

12375

301

25*3*1*5.5***

pie

pielb

pie

pielb

V

NnhWEc

n= 3 capas

N= 25 golpes/ capa

Si aplicamos la energía de compactación Próctor a muestras de un mismo suelo

con diferentes humedades , obtenemos diferentes valores del peso específico

húmedo,f , en el material compactado en el molde.

Conocidos los valores de y f de cada muestra compactada con la misma

energía de compactación, podemos calcular el peso específico seco d , mediante

la relación:

1

f

d

Donde:

s

w

W

W

V

Wf

V

Ws

d

V = volumen del molde Próctor = 30

1pie3



Si ploteamos los valores de ( d vs ) tenemos Figura 2.2

Figura 2.2 Curva de compactación Próctor.

Molde: V = 30

1 pie3

Ø = 4”

El molde es un cilindro de Ø = 4”, con un volumen de 30

1 pie3.

El suelo se coloca en el cilindro en 3 capas, aproximadamente iguales. Cada capa

se compacta con 25 golpes del pisón, dejándolo caer libremente desde una altura

de 12”.

A continuación se muestran los resultados de 3 muestras de la Energía Próctor

Estándar

Próctor Estándar

Muestra Humedad ωópt (%) γd(kN/m3)

1 26.50 12.79

2 41.86 11.51

3 38.52 11.94

Promedio 35.63 12.08



Tabla 2.12. Resumen de los parámetros de compactación de la Energía Próctor

Estándar en 3 muestras de suelos de la formación Vía Blanca

Figura 2.3 Curva de compactación del ensayo Próctor Estándar para 3 muestras

naturales



Figura 2.4 Curva de compactación promedio del ensayo Próctor Estándar para 3

muestras naturales

2.3.2 Energía de Compactación Próctor Modificado

El Ensayo de Próctor Modificado consiste en:

Aplicar 25 golpes con un pistón que pesa 10 libras, que cae a una altura de 18

pulgadas, en cada una de las 5 capas iguales de material colocado en un molde

cilíndrico de 4 pulgadas de diámetro y 1/30 pie3 de capacidad. La energía es de

56250 lb.pie./pie3.

En la actualidad este método de compactación es el más utilizado para bases y

subbases en carretera ya que los equipos que circulan por estas son más pesados

que antes.

Energía por unidad de volumen del ensayo Próctor Modificado:

Para su realización se emplearon 3 muestras de suelo en estudio

Próctor Modificado

Muestra Humedad ωópt (%) γd(kN/m3)

1 25.97 14.40

2 26.00 14.61

3 23.15 15.87

Promedio 25.04 14.96



Tabla 2.13. Resumen de los parámetros de compactación de la Energía Próctor

Modificado en 3 muestras de suelos de la formación Vía Blanca

Figura 2.5 Curva de compactación del ensayo Próctor Modificado para 3

muestras naturales

Figura 2.6 Curva de compactación promedio del ensayo Próctor Modificado para 3

muestras naturales



2.3.3 Mini Proctor El Mini Proctor es el equipo que se utiliza con el fin de acelerar el proceso de

elaboración de las muestras cilíndricas para la realización de diversos ensayos,

como es el caso de la compresión simple. Su utilización es efectiva si en función

de la energía de compactación que se quiera lograr, ya sea para el Proctor

Estándar como para el Modificado, se varía el número de golpes por capa. En este

caso se presentan las características, así como el número de golpes obtenido para

alcanzar la energía de compactación del Proctor Estándar y Modificado.

Datos del Mini Proctor:

Diámetro: 4.0 cm.

Altura: 8.0 cm.

Volumen del molde: 100.53 cm3.

Caída libre: 24.5 cm.

Peso del pistón: 997g.

No. de capas: 5.

Energía de compactación (Ec): 2696 kN/m3.

Figura 2.7 Molde y martillo para la compactación con el Mini Proctor.



El número de golpes para alcanzar la energía del Próctor Estándar y Modificado,

se determinó como se muestra a continuación:

Despejando el número de golpes se obtiene:

Finalmente se obtiene que se deben dar 19 golpes por capa para alcanzar la

energía del Proctor Estándar y 20 golpes por capa para la Energía Proctor

Modificado.

Para la preparación de las probetas se le determinó la humedad higroscópica al

suelo, se pesó 1000 g de suelo ya pasado por el tamiz 10.El suelo se colocó en

una bandeja donde con una probeta graduada se le adicionó el agua necesaria

incluido el Nuevo ROCAMIX Liquido, para alcanzar la humedad óptima del

Próctor estándar (36.51%) y la del Próctor Modificado (25.04%), agregándole

además un 2% de cemento por cada 1000 g.

Luego de esparcir de forma regular, se mezcla empleando paletas y manos hasta

que la humedad se encuentre uniformemente distribuida. Las muestras realizadas

se colocarán en un tiempo de 7,14 y 28 días en un humedífero, para luego ser

ensayados.

El volumen de las probetas tienen las mismas dimensiones que el equipo donde

se realizan los ensayos de mini próctor. Se elaboraron probetas con energía

estándar y energía modificada, en estado natural y con Nuevo ROCAMIX Líquido,

a los 7, 14 y 28 días.

Sin embargo para cumplir con los requisitos de esbeltez normados las probetas

deben tener una longitud menor o igual a 2.5 veces el diámetro. En este caso



contamos con muestras de 3.8 cm de diámetro y de 8cm de altura, con ωópt y γd-

máx similares a los obtenidos en el ensayo de compactación.

2.4 Ascensión capilar

Este ensayo se realiza con el objetivo de determinar la altura del agua en una

muestra de suelo en un tiempo determinado y se puede apreciar fácilmente

producto del cambio de color más oscuro cuando se incrementa la humedad.

También se puede determinar haciendo referencia a los pesos que tienen las

muestras en el tiempo en que están ocurriendo las mediciones, Para este análisis

se tomaron como referencia muestras elaboradas con el molde del Mini Próctor,

con la energía del Próctor Estándar y Próctor Modificado para alcanzar la

humedad óptima y el peso específico seco máximo, sin aditivo y con aditivo

Rocamix y con un tiempo de curado de 7, 14 y 28 días, los resultados se muestran

en el epígrafe 3.2 del Capítulo III.

2.5 Ensayo CBR

El índice de CBR es la relación de la carga unitaria en Kg/cm2 para lograr una

profundidad de penetración en un espécimen de suelo compactado con un cilindro

de 19.4cm2 de área. El material se encuentra preparado bajo condiciones

determinadas de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria

patrón, necesitado para obtener la misma profundidad de penetración en una

muestra.

El CBR se expresa en por ciento, siendo este una carga unitaria que se requiere

para introducir un pistón dentro del suelo, en una muestra tipo de piedra partida,

usualmente se basa en la relación de carga para una penetración. Este ensayo se

realiza sobre una muestra compactada la cual posee una humedad óptima

(obtenida de los resultados del ensayo Próctor) del suelo Vía Blanca, con el



objetivo de evaluar la capacidad de soporte de los suelos de la subrasante, capa

de sub base y base de pavimentos.

El espécimen de suelo con el que se realiza la prueba (CBR) está confinado en un

molde de 15.2 cm de diámetro y de 20.3 cm de altura. La energía que se utilizó fue

la estándar y la modificada donde se ejecutará el ensayo con un contenido de

humedad constante (humedad óptima) y número de golpes variables.

Método C.B.R

Energía Estándar Intermedia Modificado

Contenido de humedad Constante Variable Variable Constante Variable

N de capas 3 3 5

N de golpes 56-25-10 56 25 56-25-10 56

Masa del martillo 2,5+0,01Kg (24,9 N) 4,54+0,01Kg 4,54+0,01Kg (45,4 N)

Tabla 2.14 Especificaciones para el Método CBR

Se realizó tres ensayos con suelo natural estándar, tres ensayos con suelo natural

modificado, tres ensayos con el sistema Nuevo ROCAMIX Líquido estándar y

tres ensayos con el sistema Nuevo ROCAMIX Líquido modificado.

La muestra para este ensayo se realiza con 5000 g de suelo, se prepara teniendo

en cuenta la humedad higroscópica y la humedad óptima se obtiene mediante una

probeta graduada de agua a la que se le incluye el Nuevo ROCAMIX Líquido (75

ml) más 100g de cemento. Preparado el suelo se compacta la muestra, (56

golpes del martillo) por cada capa. La energía de compactación que se utiliza es la

Estándar y la Modificada. Previo a esto se debe determinar el peso de la tara, se

vierte el material en el molde, se apisona aplicándole los golpes uniformes en su

superficie.

Terminada la compactación de la primera capa, se escarifica el suelo y se procede

a verter la segunda capa, repitiéndose el mismo procedimiento hasta completar las

capas requeridas, siempre escarificando entre capas. La cantidad total de suelo

utilizado deberá ser tal que la última capa compactada se extienda ligeramente



dentro del collarín, sin exceder 0,6 cm por encima del borde superior del molde.

Tampoco el suelo compactado debe quedar por debajo del borde superior del

molde.

Finalizada la compactación de todas las capas, se retira el collarín, se enrasa

cuidadosamente el espécimen compactado a nivel con el borde superior del molde

mediante una regla de enrase para crear una superficie plana con el borde

superior. Se llena cualquier vacío que se produzca en estas superficies con el

suelo que no se ha usado o con el que se ha eliminado del espécimen,

presionando con los dedos y realizando nuevamente el enrase. Se limpia bien de

residuos, se aflojan los tornillos, se desmonta el molde, se retira el disco

espaciador y se vuelve a montar el molde invertido obteniendo así una masa del

suelo compactado más la tara.

Para reproducir la sobrecarga que vaya a tener una determinada capa en el

pavimento real, por el efecto del peso de las superiores, al ensayar el material se

coloca sobre él una placa que comunique al material una presión equivalente a la

sobrecarga que se tendrá en el pavimento.

Con el trípode se realizan lecturas iniciales colocando después los moldes en un

tanque con agua, cubriéndolos hasta 1 cm por encima del borde, se anotan el día

y la hora, se mantiene sumergido durante 4 días (96 horas). Se toma las lecturas

por 4 días consecutivos a la misma hora.

Al final de 96 horas, se toma las lecturas finales del hinchamiento y se calcula el

mismo como un por ciento de la altura inicial del espécimen.

Terminada la lectura del 4to día, se extraen los moldes del tanque y sosteniendo la

placa y la sobrecarga en su posición, se vierte el agua, dejándose escurrir durante

15 min para poder colocarlo en el equipo de compresión CBR.

Los resultados de los ensayos CBR en estado natural se presentan a

continuación:



Figura 2.8 Curva de Esfuerzo-Penetración al suelo natural con energía estándar.

Muestra 1 2 3

Índice de C.B.R (2.54) 0.87 0.43 1.01

Índice de C.B.R (5.08) 0.78 0.68 0.97

Índice de C.B.R 0.87 0.68 1.01

Tabla 2.15 Resultado del C.B.R suelo natural con energía estándar.



Figura 2.9 Curva de Esfuerzo-Penetración al suelo natural con energía

modificada.

Muestra 1 2 3

Índice de C.B.R (2.54) 1.01 1.16 1.30

Índice de C.B.R (5.08) 1.07 1.07 1.17

Índice de C.B.R 1.07 1.16 1.30

Tabla 2.16 Resultado del C.B.R del suelo natural con energía modificada.

Obsérvese una vez más que los valores de CBR aumentan en las muestras

confeccionadas con energía modificado que con energía estándar. Las variaciones

de los resultados de las muestras con aditivo ROCAMIX se muestran en el

Capítulo III, epígrafe 3.1.

2.6 Compresión axial Este ensayo consiste en colocar la probeta en el equipo de carga, de tal modo que

quede centrado en la base. Se ajusta el equipo de carga cuidadosamente



logrando que la parte superior tenga contacto con el espécimen, se coloca el

indicador de deformación en cero. Se aplica la carga para producir una

deformación axial.

Se anotan las cargas, deformaciones y los valores de tiempo en suficientes

intervalos, que permitan demostrar la forma de la curva esfuerzo -deformación

donde generalmente es suficiente tener de 10 puntos a 15 puntos.

Se anotan hasta que los valores de carga comiencen a decrecer con el incremento

de la deformación. Se determina el contenido de humedad del espécimen de

ensayo según NC 54-353, indicando en el reporte de ensayo, el contenido de

humedad del espécimen obtenido ya sea antes o después del ensayo. Se

confecciona un esquema o se toma una foto del espécimen de ensayo en la falla.

Conclusiones Parciales

1. El suelo objeto de estudio después de ser debidamente examinado mediante

los ensayos de Granulometría e hidrómetro e índices de plasticidad clasifica como

un:


AASHO A-7-6 (20) Arcilla de alta compresibilidad y alto cambio de volumen

2. La dosificación del Sistema Rocamix es 14.8ml del producto + 20 gramos de

cemento (2%) para 1.0 kg de suelo a estabilizar.

3. Se obtienen resultados de los ensayos Proctor Estándar y Proctor Modificado

del suelo sin aditivo acorde a las características del suelo.

4. Los resultados del CBR indican mejoría en función de la energía de

compactación a utilizar para conformar las muestras, siempre el valor del CBR

es mayor con energía Proctor Modificado que con la energía Estándar.

5.

CAPITULO III: Comparación de resultados de los ensayos a muestras estabilizadas con el nuevo ROCAMIX líquido

Capítulo 3: Comparación de los resultados de los ensayos a muestras estabilizadas con el nuevo ROCAMIX liquido


3.1 Resultados del ensayo CBR de suelos estabilizados con el Nuevo

ROCAMIX Líquido

Los resultados de los ensayos CBR con Nuevo ROCAMIX Líquido se presentan a

continuación:

Figura 3.1 Curva de Esfuerzo-Penetración al suelo (Nuevo ROCAMIX Líquido)

energía estándar

Muestra 1 2 3

Índice de C.B.R (2.54) 4.20 3.48 3.62

Índice de C.B.R (5.08) 4.08 3.59 3.59

Índice de C.B.R 4.20 3.59 3.62

Tabla 3.1 Resultado del C.B.R del suelo (Nuevo ROCAMIX Líquido) energía

estándar



Figura 3.2 Curva de Esfuerzo-Penetración al suelo (Nuevo ROCAMIX Líquido)

energía modificado

Muestra 1 2 3

Índice de C.B.R (2.54) 5.51 6.23 4.93

Índice de C.B.R (5.08) 5.36 5.92 4.80

Índice de C.B.R 5.51 6.23 4.93

Tabla 3.2 Resultado del C.B.R del suelo (Nuevo ROCAMIX Líquido) energía

modificado

Obsérvese que los resultados del CBR aumentan entre un 3% a 4% en el caso de

las muestras ensayadas confeccionadas con energía estándar y entre un 4% a 5%

en las muestras de energía Proctor Modificado. Esto demuestra que la adición del

producto ROCAMIX líquido en la proporción indicada aumentó el valor del

parámetro CBR lo que indica que mejora sus propiedades resistentes a la

penetración medibles en este ensayo.



3.2. Resultados del ensayo de ascensión capilar de suelos estabilizados

con el Nuevo ROCAMIX líquido.

Resultados del ensayo de ascensión capilar de muestras preparadas con el

minipróctor referido a la Energía Estándar.

Tiempo (hora)

Valores de la ascensión capilar de las muestras ( medida por peso en gramos)

Muestras con curado de 7 días



Muestra1 s/a

Muestra 2 c/a ROCAMIX líquido

Muestra 3 s/a


Muestra 5 s/a


1 188,25 146,41 168,52 146,60 160,04 145,93

2 188,25 146,47 174,03 146,62 161,98 146,01

3 188,25 146,51 174,03 146,65 162,30 146,21

4 188,25 146,62 174,03 146,67 162,57 146,87

5 188,25 146,74 174,03 146,70 162,60 146,91

6 188,25 146,84 174,03 146,79 164,42 147,02

7 188,25 147,18 174,03 146,83 169,44 147,17

8 188,25 147,51 174,03 147,18 170,27 147,31

24 188,25 152,54 174,03 152,18 170,27 147,62

Tabla 3.3 Resultados de la ascensión capilar de las muestras de suelo con

energía estándar



Figura 3.3 Gráfico de la ascensión capilar de las muestras de suelo con energía

estándar Conclusiones Parciales:

Las muestras confeccionadas con el miniproctor aplicando energía Proctor

Estándar que no contienen aditivo se saturan inmediatamente y se derrumban

ofreciendo insignificante diferencia en cuanto al curado pues colapsan finalmente,

obsérvese que todas las muestras con aditivo ofrecen una mayor resistencia a la

capilaridad pues pesan menos y muestran una ligera pendiente en la recta en

función del tiempo. El tiempo de curado a medida que aumenta manifiesta una

disminución en la absorción del agua pues la pendiente de la recta va

disminuyendo a medida que el tiempo de curado asciende de 7, 14 a 28 días.

Resultados del ensayo de ascensión capilar de muestras preparadas con el

minipróctor referido a la Energía Modificado.



Tiempo (min)

Valores de la ascensión capilar de las muestras ( medida por peso en gramos)




Muestra1 s/a


Muestra 3 s/a


Muestra 5 s/a


1 167,12 167,79 167,97 165,48 146,08 166,10

2 167,38 168,17 168,53 165,98 149,69 166,23

3 167,64 168,23 168,70 166,05 151,22 166,33

4 167,71 168,34 168,80 166,25 151,93 166,65

5 167,75 168,47 168,97 166,61 152,24 166,84

6 167,88 168,66 170,28 166,86 152,31 167,16

7 168,79 168,93 171,37 167,13 152,38 167,34

8 170,26 169,25 172,37 167,60 152,63 167,64

24 178,58 174,79 179,22 174,09 153,35 168,12

Tabla 3.3 Resultados de la ascensión capilar de las muestras de suelo con

energía modificado

Figura 3.3 Grafico de la ascensión capilar de las muestras de suelo con energía

modificado.



Conclusiones Parciales:

En este caso la ascensión capilar de las muestras confeccionadas con el

miniproctor con energía modificado se midieron por peso en gramos demostrando

en cada caso que aumenta la pendiente de las curvas independientemente del

curado que se le ofrece a las muestras. Esto concluye que las muestras con

aditivo absorben menos agua que las muestras sin aditivos, observe que en el

caso la muestra curada a 28 días los resultados indican que a medida que el

curado es mayor en tiempo las muestras absorben menos agua y que con la

adición del producto dicha pendiente va disminuyendo pues las muestras con más

tiempo de curado ofrecen mayor resistencia a la ascensión capilar. En este caso

donde la energía de compactación es referida al Proctor modificado los resultados

son más conservadores pues presentan un peso específico seco mayor que las

anteriores y se observa mayor dificultad a la ascensión del agua por capilaridad.

3.3 Resultados del ensayo de compresión simple de suelos estabilizados

con el nuevo Rocamix Líquido.

Tabla 3.4 Resultados del ensayo de compresión simple sin aditivo y con aditivo

para 7 días de curado.



Tabla 3.5Resultados del ensayo de compresión simple sin aditivo y con aditivo


Tabla 3.6 Resultados del ensayo de compresión simple sin aditivo y con aditivo


Conclusiones Parciales:

Estos resultados son más evidentes pues se observa que a medida que

adicionamos el aditivo Rocamix líquido el suelo aumenta su resistencia a la



compresión axial y que además se hace significativo en la diferencia de energías

de compactación de la muestra, se concluye entonces:

En todas las muestras se observa aumento de la resistencia a compresión

axial con la adición del producto Rocamix líquido.

Los valores de resistencia al esfuerzo axial aumenta de 0.5 kN/m2 a 3.8

kN/m2 de 7 a 14 días de curado y hasta 7.0 kN/m2 a los 28 días de curado

para la energía estándar de confección de las muestras con aditivo.

Los valores de resistencia al esfuerzo axial aumenta de 9.5 kN/m2 a 10.5

kN/m2 de 7 a 14 días de curado y hasta 20kN/m2 a los 28 días de curado

para la energía modificado de confección de las muestras con aditivo.

Las resistencias aumentan con la adición del producto entre 1.0 kN/m2 y 2.0

kN/m2 para la energía estándar y entre 3.0 kN/m2 y 5.0 kN/m2 para la

energía modificado, el aumento es más apreciable para el caso de curado

de 28 días.

Conclusiones


Conclusiones

1. El suelo objeto de estudio después de ser debidamente examinado mediante

los ensayos de Granulometría e hidrómetro e índices de plasticidad clasifica como

un:


AASHO A-7-6 (20) Arcilla de alta compresibilidad y alto cambio de volumen

Por lo que le corresponde una dosificación correspondiente al manual de 2% de

cemento + 14.8ml del producto ROCAMIX para 1.0 kg de suelo a estabilizar.

2. El parámetro CBR aumenta significativamente con la adición del producto y con

el aumento de energía de compactación con que se confeccionan las muestras.

Este parámetro es de gran importancia para el diseño de carreteras pues en los

proyectos de confección de bases, subbases y subrasantes es una de las

condicionantes de diseño más importante a medir.

3. De forma general las mejoras en las propiedades del suelo con respecto a su

ascensión capilar de un suelo estabilizado con Sistema ROCAMIX Líquido se

evidencia en la disminución del nivel de ascensión capilar que en este caso fue

medido por peso de las probetas. A medida que la muestra se realiza con mayor

energía de compactación menos asciende el agua, la adición del producto

demuestra que existe menos posibilidad de ascensión capilar y el aumento del

tiempo de curado demuestra este efecto pero en menos medida.

4. Aumenta considerablemente la resistencia a la compresión axial con la

presencia del aditivo, es más significativo en este parámetro el aumento del

tiempo de curado de 7, 14 a 28 días e igualmente asciende la resistencia con el

aumento de la energía de compactación.

Recomendaciones


Recomendaciones:

1. Se recomienda que se realicen mas trabajos que evalúen la dosificación del

sistema ROCAMIX Líquido, y cómo varían las propiedades físicas y

mecánicas de los suelos al ser estabilizados por estos medios.

2. Evaluar el comportamiento de los parámetros de CBR, compresión simple y

ascensión capilar con el sistema ROCAMIX Líquido en suelos de otras

formaciones.

3. Investigar en este tipo de suelo como influye el sistema ROCAMIX Líquido en

la permeabilidad.

Referencias y Bibliografías


Referencias bibliográficas

Arizpe Narro, G. (2007): Opciones de estabilización de suelos.

http://www.rentauningeniero.com/suelos/estabilizacion-de-suelo.html

Lara López, T y Garrido Cepeda, A: (2004). Mejoramiento de suelos.

Capítulo 9. pp.8. www.laname.ucr.ac.cr

Luengo, T. (1999): Compactación de Suelos (Funciones de los

estabilizadores).http://html.rincondelvago.com/compactacion-de-

suelos.html

Olmedo Benítez, R (2005): Efectividad del aditivo azúcar de caña en las

mezclas de suelo-cemento Portland con fines viales. Revista Ingeniería

Civil. No.2, pp.36

Rodríguez, P (1998): Edafología. Composición granulométrica.

Dosificación de cemento. Herramienta. Maquinaria.

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

FOLLETO ROCAMIX. www.rocamix.com


http://www.laname.ucr.ac.cr/

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


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http://www.rocamix.com/



Bibliografía

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Arizpe Narro, G. (2009): “ESTABILIZACION DE SUELOS Parte II

(Estabilización de arcilla con cal, Método GAN)” (Articuloz SC #106023).

http://www.articuloz.com/profesiones-articulos/estabilizacion-de-suelos-

parte-ii-estabilizacion-de-arcilla-con-cal-metodo-gan-106023.html

Juárez B, E y Rico R, A.(1963): Fundamentos de mecánica de suelos.

Tomo 1. Edición Revolucionaria.

Lara López, T y Garrido Cepeda, A. (2004): Mejoramiento de suelos.

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Luengo, T. (1999): Compactación de Suelos (Funciones de los

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Márquez, J. (2006): Mecánica de suelos y estudios geotécnicos en obras

de ingeniería.

Medina, E. (2007): Propiedades de los suelos.

http://www.arghys.com/articulo/Suelos-propiedades.html.

Olmedo Benítez, R. (2005): Efectividad del aditivo azúcar de caña en las

mezclas de suelo-cemento Portland con fines viales. Revista Ingeniería

Civil. No.2, pp.36

Rodríguez, P (1998): Edafología. Composición granulométrica.

Dosificación de cemento. Herramienta. Maquinaria.

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

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http://www.articuloz.com/profesiones-articulos/estabilizacion-de-suelos-parte-ii-estabilizacion-de-arcilla-con-cal-metodo-gan-106023.html

http://www.articuloz.com/profesiones-articulos/estabilizacion-de-suelos-parte-ii-estabilizacion-de-arcilla-con-cal-metodo-gan-106023.html

http://www.laname.ucr.ac.cr/



http://www.arghys.com/articulo/Suelos-propiedades.html

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

http://www.rocamix.com/



Normas:

NC.10.1998: “Geotecnia. Preparación de las muestras de suelos”.

NC 18: 1999: “Geotecnia. Determinación de la resistencia a la compresión

axial no confinada de suelos cohesivos”.

NC 19: 1999: “Geotecnia. Determinación del peso especifico de los suelos”.

NC20: “Geotecnia. Determinación de la granulometría de los suelos”.

NC58.2000: “Geotecnia. Determinación del límite liquido, límite plástico e

índice de plasticidad de los suelos”.

NC59.2000: “Geotecnia. Clasificación geotécnica de los suelos”

NC.054.148.88: “Geotecnia. Determinación de la Compactación del

Proctor”.

Anexos


ANEXO 1 (Limite de consistencia)

Anexo A (Informativo)

Anexos

Reporte

ORGANISMO DEPENDENCIA DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO, LÍMITE PLÁSTICO E ÍNDICE DE PLASTICIDAD DE LOS SUELOS

OBRA: Suelo Formación Vía Blanca REGISTRO:

CALA:3 MUESTRA: 1 PROFUNDIDAD:

OPERADOR:

CALCULISTA: FECHA: 18-3-2010

LÍMITE LÍQUIDO

LÍMITE PLÁSTICO

N DE GOLPES

10 19 22 28 34 -

PESAFILTRO 2

3 5 4 1 - 12 13

MASA HUMEDA

(g)

3.59 2.71 4.14 3.34 2.08 - 3.17 3.50

MASA SECA

(g)

2.06 1.61 2.46 2.01 1.28 - 2.45 2.69

TARA

14.74 14.33 14.97 13.99 14.51 - 14.19 14.13

HUMEDAD

74.27 68.32 68.29 66.17 62.5 - 29.39 30.11

RESULTADOS FINALES

LL

67 LP 30 IP 37


Reporte

10 15 20 25 30 35 40

Números de Golpes

Anexos




OPERADOR:


LÍMITE LÍQUIDO

LÍMITE PLÁSTICO

N DE GOLPES

13 19 21 30 36 -

PESAFILTRO 1

8 10 7 6 - 9 20

MASA HUMEDA

(g)

5.32 3.67 3.58 3.61 3.17 - 3.30 2.87

MASA SECA

(g)

3.00 2.16 2.11 2.15 1.88 - 2.63 2.29

TARA

14.51 17.67 17.90 16.82 14.29 - 16.60 15.37

HUMEDAD

63.04 69.91 69.67 67.91 68.62 - 25.48 25.33

RESULTADOS FINALES

LL

69 LP 25 IP 44


Reporte

10 15 20 25 30 35 40

Números de Golpes

Anexos




OPERADOR:


LÍMITE LÍQUIDO

LÍMITE PLÁSTICO

N DE GOLPES

12 19 22 28 35 -

PESAFILTRO

15 19 3 14 11 - 24 26

MASA HUMEDA (g)

10.29 6.28 11.11 10.77 2.30 - 3.44 2.88

MASA SECA (g)

7.42 4.04 6.72 7.89 1.40 - 2.66 2.22

TARA

14.59 14.23 14.33 14.92 14.80 - 14.61 16.97

HUMEDAD

65.98 65.31 64.65 65.45 64.29 - 29.32 29.73

RESULTADOS FINALES

LL

65 LP 30 IP 35


Reporte

10 15 20 25 30 35 40

Números de Golpes

Anexos




OPERADOR:


LÍMITE LÍQUIDO

LÍMITE PLÁSTICO

N DE GOLPES

12 15 19 26 30 -

PESAFILTRO

12 7 16 19 17 - 13 14

MASA HUMEDA (g)

8.67 10.24 6.33 8.24 3.26 - 2.57 2.46

MASA SECA (g)

5.47 6.82 3.73 4.91 1.95 - 1.96 1.89

TARA

14.40 16.82 13.43 14.23 14.13 - 14.28 14.15

HUMEDAD

71.11 69.37 69.15 67.82 67.18 - 31.12 30.16

RESULTADOS FINALES

LL

68 LP 31 IP 37


10 15 20 25 30 35 40

Números de Golpes

Anexos

Reporte




OPERADOR:


LÍMITE LÍQUIDO

LÍMITE PLÁSTICO

N DE GOLPES

13 24 29 35 40 -

PESAFILTRO

23 21 22 25 24 - 1 2

MASA HUMEDA (g)

5.40 5.12 5.52 5.26 5.81 - 3.09 3.09

MASA SECA (g)

3.16 3.08 3.31 3.20 3.64 - 2.45 2.43

TARA

14.08 13.99 13.93 15.59 18.05 - 14.79 14.70

HUMEDAD

70.89 66.23 66.77 64.38 59.62 - 27.16 26.53

RESULTADOS FINALES

LL

69 LP 27 IP 42

10 15 20 25 30 35 40

Números de Golpes

Anexos

ANEXO 2 (Granulometría)

Anexos

C U J A E FACULTAD INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE GEOTECNIA

Ensayo: Análisis Granulométrico

UNC:

Obra: _ Suelo Formación Vía Blanca _______________________________________ Registro: ____________

Situación: _____________________ Muestra: _1_______ Profundidad: _________ Observaciones: _ ___________________________________________________

Tamiz

R E T E N I D O Pasado del

Total P A R C I A

L (gr)

Tanto por ciento

Parcial Total

1

- - - 100

3⁄4

- - - 100

3⁄8 7.39 0.68 0.68 99.32

No.4 7.23 0.67 1.35 98.65

No.10 8.55 0.79 2.14 97.86

No.20 7.69 0.71 2.85 97.15

No.40 8.20 0.75 3.6 96.4

No.60 10.47 0,96 4.56 95.44

No.100 15.45 1.42 5.98 94.02

No.200 28.47 2.62 8.60 91.40

= 93.45g

HUMEDAD

Pesa filtro No

a) Agua

Peso húmedo + Tara Peso Material Húmedo

Peso Seco + Tara Peso Material Seco(Ws1) 1090.34

Tara 1/Peso Material Seco(100)

0.092

b) Peso Seco Peso Seco (Ws2) 94.21

% de humedad (a/b x 100)

% Humedad Promedio p

Gravas Arenas Limos

Arcillas

Anexos




UNC:



Tamiz


Total P A R C I A L

(gr) Tanto por ciento

Parcial Total

1

- - - 100

3⁄4

- - - 100

3⁄8 12.30 1.60 1.60 98.4

No.4 9.77 1.27 2.87 97.13

No.10 13.29 1.73 4.60 95.40

No.20 30.29 3.94 8.54 91.46

No.40 54.50 7.09 15.63 84.37

No.60 47.90 6.23 21.86 78.14

No.100 47.65 6.19 28.05 71.95

No.200 22.69 2.95 31.0 69.0

= 238.39 g

ggHUMEDAD

Pesa filtro No

a) Agua


Peso Seco + Tara Peso Material Seco(Ws1) 764.45 g

Tara 1/Peso Material Seco(100) 0.13 g

b) Peso Seco Peso Seco (Ws2) 237.43 g



Gravas Arenas Limos

Arcillas

Anexos




UNC:



Tamiz


Total P A R C I A L


Parcial Total

1

- - - 100

3⁄4

7.54 0.74 0.74 99.26

3⁄8 2.86 0.28 1.02 98.98

No.4 11.85 1.16 2.18 97.82

No.10 13.78 1.35 3.53 96.47

No.20 21.29 2.09 5.62 94.38

No.40 21.64 2.12 7.74 92.26

No.60 19.09 1.87 9.61 90.39

No.100 19.37 1.90 11.51 88.49

No.200 18.31 1.79 13.30 86.70

= 135.73g

ggHUMEDAD

Pesa filtro No

a) Agua







Gravas Arenas Limos

Arcillas

Anexos




UNC:


Situación: _____________________ Muestra: _4______ Profundidad: _________ Observaciones: _ ___________________________________________________

Tamiz


Total P A R C I A L


Parcial Total

1

- - - 100

3⁄4

- - - 100

3⁄8 - - - 100

No.4 7.93 1.03 1.03 98.97

No.10 2.50 1.63 2.66 97.34

No.20 19.57 2.54 5.20 94.80

No.40 32.78 4.26 9.46 90.54

No.60 32.23 4.19 13.65 86.35

No.100 29.11 3.78 17.43 82.57

No.200 31.64 4.11 21.54 78.46

= 165.76g

ggHUMEDAD

Pesa filtro No

a) Agua







Gravas Arenas Limos

Arcillas

Anexos




UNC:


Situación: _____________________ Muestra: _5______ Profundidad: _________ Observaciones: _ ___________________________________________________

Tamiz


Total P A R C I A L


Parcial Total

1

- - - 100

3⁄4

7.64 0.72 0.72 99.28

3⁄8 5.81 0.55 1.27 98.73

No.4 23.06 2.17 3.44 96.56

No.10 6.90 0.65 4.09 95.91

No.20 6.70 0.63 4.72 95.28

No.40 8.84 0.83 5.55 94.45

No.60 15.75 1.48 7.03 92.97

No.100 10.55 0.99 8.02 91.98

No.200 19.22 1.81 9.82 90.18

=104.47 g

ggHUMEDAD

Pesa filtro No

a) Agua







Gravas Arenas Limos

Arcillas

Anexos

ANEXO 3 (Compactación)

Anexos

máxd : 14.61 kN/m3

ωopt: 26.00 %

Volumen (V): 1092 cm3

No. capas: 5 No. golpes / capas: 25 Peso del martillo: 44.5 N Caída libre: 457.2 mm

Energía: 2696 kN-m⁄m3

PASO No. 1 2 3 4 5 6 7

PESO HÚMEDO + TARA (Wht)

6490 6680 6810 6772 6672 6625

TARA (T) 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1205 1395 1525 1487 1387 1340

DENSIDAD HÚMEDA

( f)

V

TWhtF ( kN/m

3)

10.73 12.42 13.58 13.24 12.35 11.93

PESAFILTRO No. 1 3 5 6 38 40

a) AGUA 180 180 180 180 150 90


69.68 50.61 62.52 59.57 57.85 54.33

PESO SECO + TARA (Wst) 64.94 46.81 55.09 50.98 49.68 46.61

TARA (T) 25.43 25.51 25.64 21.27 25.84 25.62

b) PESO SECO (Wst –T) 39.51 21.30 29.45 29.71 23.84 20.99

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 12.0 17.8 26.00 28.9 34.3 36.8

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

10.72 12.40 14.61 13.20 12.31 11.89

FAC. INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO

DE GEOTECNIA

ENSAYO: COMPACTACIÓN PROCTOR MODIFICADO

UNC.

OBRA:______________________________________________________ REGISTRO: _________________ SITUACIÓN: _______________________ MUESTRA: 2 PROFUNDIDAD: 3.2 m OBSERVACIONES: Suelo Formación Vía Blanca

DESCRIPCIÓN DEL SUELO: MUESTREO: FECHA: OPERADOR: FECHA: CALCULO: FECHA:

Anexos

máxd : 14.40 kN/m3

ωopt: 25.97 %




PASO No. 1 2 3 4 5 6 7


6900.2 7087.5 7231.3 7185.0 7144.2

TARA (T) 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1671.7 1859.0 2002.8 1956.5 1915.7

DENSIDAD HÚMEDA ( f)

V

TWhtF ( kN/m

3)

15.01 16.70 17.99 17.58 17.21

PESAFILTRO No. 1 3 5 7 9

a) AGUA - 250 120 200 100


136.80 128.87 123.31 123.65 112.71

PESO SECO + TARA (Wst) 126.31 112.87 105.30 100.59 89.95

TARA (T) 31.86 31.74 33.32 33.15 29.51

b) PESO SECO (Wst –T) 94.45 81.13 71.98 67.44 60.44

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 11.11 19.72 25.02 34.19 37.66

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd (

kN/m3)

13.51 13.95 14.40 13.10 12.50

CUJAEFAC. INGENIERÍA CIVIL


UNC.

OBRA:______________________________________________________ REGISTRO: _________________ SITUACIÓN: _______________________ MUESTRA: 1 PROFUNDIDAD: 3.2m OBSERVACIONES: Suelo Formación Vía Blanca



UNC.

Anexos

máxd : 14.79 kN/m3

ωopt: 24.45 %




PASO No. 1 2 3 4 5 6 7


6985.5 7155.9 7276.2 7254.20 7199.9

TARA (T) 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1757.0 1927.4 2047.7 2025.7 1971.14


V

TWhtF ( kN/m

3)

15.78 17.31 18.40 18.20 17.71


a) AGUA - 200 200 200 100


133.95 120.02 133.42 132.67 123.24


TARA (T) 31.86 31.72 33.30 33.12 29.48

b) PESO SECO (Wst –T) 91.70 73.55 80.45 75.49 70.45

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 11.33 20.05 24.45 31.87 33.08

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd (

kN/m3)

14.17 14.42 14.79 13.80 13.31



ENSAYO: COMPACTACIÓN PROCTOR ESTANDAR

UNC.


Anexos

máxd : 12.79 kN/m3

ωopt: 26.50 %


No. capas: 5 No. golpes / capas: 25

Peso del martillo: 44.5 N Caída libre: 457.2 mm


PASO No. 1 2 3 4 5 6 7


6829.4 6900 7064.4 7054.9 6981.2

TARA (T) 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1600.9 1671.5 1835.9 1826.4 1752.7


V

TWhtF ( kN/m

3)

14.38 15.02 16.49 16.41 15.75


a) AGUA 150 150 150 350 100


29.25 35.36 29.38 39.50 35.58


TARA (T) 14.83 14.02 13.64 15.08 14.18

b) PESO SECO (Wst –T) 12.34 17.98 12.62 17.34 14.30

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 16.86 18.69 26.50 40.83 49.65

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd (

kN/m3)

12.31 12.65 12.79 11.65 10.58



UNC.

Anexos

máxd : 11.51 kN/m3

ωopt: 41.86 %




PASO No. 1 2 3 4 5 6 7


6798.0 6880.5 6982.5 7046.1 7007.2 6976.9

TARA (T) 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1569.5 1652.0 1754.0 1817.6 1778.7 1748.4

DENSIDAD HÚMEDA

( f)V

TWhtF (

kN/m3)

14.13 14.81 15.76 16.33 15.98 15.71


a) AGUA 180 180 180 280 100 100


35.83 34.12 41.98 30.38 41.05 44.23


TARA (T) 13.83 14.26 18.71 14.75 17.69 14.83

b) PESO SECO (Wst –T) 18.89 16.17 18.19 16.66 16.07 19.8

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 16.46 22.82 27.23 41.86 45.49 48.48

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd (

kN/m3)

12.13 12.06 12.32 11.51 10.98 10.56




UNC.

Anexos

máxd : 11.94 kN/m3

ωopt: 38.52 %




PASO No. 1 2 3 4 5 6 7


6671.0 6793.5 6897.0 7033.4 7068.0 6953.2

TARA (T) 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5 5228.5

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1442.5 1565.0 1668.5 1804.9 1839.5 1724.7

DENSIDAD HÚMEDA

( f)V

TWhtF (

kN/m3)

12.96 14.06 14.99 16.21 16.53 15.49


a) AGUA 200 200 200 200 200 200


37.81 37.27 34.85 37.21 38.04 50.36


TARA (T) 14.02 13.64 15.08 14.18 13.83 18.71

b) PESO SECO (Wst –T) 21.83 20.01 15.79 17.48 17.54 21.30

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 8.98 18.09 25.21 31.75 38.52 49.86

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd (

kN/m3)

11.75 11.91 12.0 12.31 11.94 10.44



Anexos

ANEXO 4 (Peso Específico)

Anexos

ISPJAE MECANICA DE SUELO PESO ESPECIFICO

Obra: Formación Vía Blanca_

Gala: ________________ Muestra: 1 Profesor: ________________

Registro: _____________ Fecha: _________________ Operador: _______________

TEMPERATURA .C

31 32

FRASCO

8 15

(a) PESO DEL SUELO SECADO EN ESTUFA

40.05 40.01

(b) PESO DEL FRASCO LLENO DE AGUA

321.35 340.16

(c) = (a) + (b)

361.4 380.21

(d) = PESO DEL FRASCO + AGUA + SUELO

346.51 365.45

(e) VOLUMEN DEL AGUA DESPLAZADA (c) – (d)

14.87 14.76

(a)

= -------

(e)

2.69 2.71

PESO ESPECIFICO PROMEDIO γs 2.70

kN/m3

DESCRIPCION:

Gs = 2.70

Anexos

ISPJAE MECANICA DE SUELO PESO ESPECIFICO

Obra: Formación Vía Blanca__



TEMPERATURA .C

31 31.5

FRASCO

36 13


40.02 40.08


374.57 333.43

(c) = (a) + (b)

414.49 373.51


399.41 358.62


15.08 14.89

(a)

= -------

(e)

2.65 2.69


kN/m3

DESCRIPCION:

Gs = 2.67

Anexos

ISPJAE MECANICA DE SUELO PESO ESPECÍFICO

Obra: Formacion Vía Blanca



TEMPERATURA .C

31.5 29.99

FRASCO

22 31


40.1 40.05


326.75 332.10

(c) = (a) + (b)

366.85 382.15


352.15 367.22


14.70 14.93

(a)

= -------

(e)

2.73 2.68


kN/m3

DESCRIPCION:

Gs = 2.70

Anexos

ISPJAE MECANICA DE SUELO PESO ESPECÍFICO

Obra: Formacion Vía Blanca



TEMPERATURA .C

30 29

FRASCO

6 7


40.3 40


324.94 325.94

(c) = (a) + (b)

363.45 365.94


348.55 351.47


14.9 14.57

(a)

= -------

(e)

2.70 2.74


kN/m3

DESCRIPCION:

Gs = 2.72

Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría” · construcción y es por esto que...

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