acinPresentacin1MECNICA DE SUELOSEstabilizacin de SuelosPROFESOR: Ing. Eigner Roman VillegasALUMNO: Yanarico del Carpio YaimaraVallenas Colpaert FabricioCICLO: 2015-IUNiERSIDAD ANDINA DELCUSCOFACUL!AD DE IN"ENIERIAIN"ENIERIA CIILUNiERSIDAD ANDINA DELCUSCOFACUL!AD DE IN"ENIERIAIN"ENIERIA CIILEl siguientetrabajoal cual selehaasignadoelnombre de Estabilizacin de Suelos, alude a unode los contenidos del curso donde se describir losdiversos mtodos de estabilizacin de Suelos.Para cada tipo de suelo se alude a diversos tipos deestabilizacinacontinuacinserndescritos consus debidas especicaciones! esperando sea de suagrado " cumpla las e#igencias presento elsiguiente trabajo.Introduccin2$uando un suelo presenta resistencia sucientepara no su%rir de%ormaciones ni desgastesinadmisibles por la accin del uso o de los agentesatmos%ricos " conserva adems esta condicinbajo los e%ectos climatolgicos normales en lalocalidad, se dice &ue el suelo es estable.El suelo natural posee a veces la composicingranulomtrica"laplasticidadas' comoel gradode humedad necesario para &ue, una vezapisonado, presentelascaracter'sticasmecnicas&ue lo hacen utilizable como rme de un camino.Entrelas aplicaciones deunsuelomodicadooestabilizado se encuentran la mejora de los suelosgranulares susceptibles a las heladas " eltratamiento de los suelos limosos "(o arcillosos parareducir los cambios de volumen.3ESTABILIZACIN DE SUELOSEnocasionesresultanecesariomejorar artificialmentelascaractersticasdeundeterminadomaterial granular para que sea apto para integrar una determinada capa del firme. Para ello serecurre a las tcnicas de estabilizacin, que bsicamente pueden ser mecnicas, mezclando doso ms suelos o gravas de caractersticas complementaras, o emplear diversos aditivos -calcemento principalmente- que act!an fsica "o qumicamente sobre las propiedades del materiala mejorar.#on la estabilizacin se pretende, en primer lugar, aumentar la resistencia mecnica, trabandolas partculas de una forma ms efectivaasegurando que las condiciones de $umedad en lasquetrabajael suelovarendentrodeunosrangosreducidos, consiguiendounaadecuadaestabilidad a las cargasuna escasa variacin volumtrica. %dems, se produce un aumento enla durabilidad de dic$a capa.Elproceso de estabilizacin que &nicialmente se aplicaba solamente a suelosmateriales deescasa calidad se $a e'tendido actualmente a capas granulares formadas por ridos de calidad,originandolasgravastratadas. Estetipodematerialessefabricanenplantasespecialesestn sometidos a continuos controles de calidad, siendo posteriormente transportados a obra.4TIPOS DE ESTABILIZACIN:1.1.ESTABILIZACIN MECNICA(a estabilizacin mecnica es una tcnica de mejora basada en la mezcla de diversosmateriales con propiedades complementarias, de forma que se obtenga un nuevo materialdemaor calidadque cumpla las e'igencias deseadas.(as propiedades que generalmente se pretenden mejorar con este tipo de estabilizacin son laplasticidad "o la granulomtr!a) la primera afecta a la suscpti"ilidad del material al agua su capacidad drnant) la segunda &ncide sobre su rsistncia# tra"a$a"ilidad % compacidad&inal.%ctualmentee'isten$erramientasdeanlisis&nformticoquesolventanfcilmenteel clculo,limitndose!nicamenteel &ngenieroaestablecer losparmetrosdecalidadrequeridos*aveces, ni eso+.LA E'EC(CINde una estabilizacin mecnica puede llevarse a cabo en el propio lugar deempleo (in situ)o en una centralde tratamiento de ridos) requiere una serie de operacionesque, aunque omisibles o variables en su orden, suelen ser las siguientes,-- Escarificacinpulverizacin -reduccin a polvo- del suelo, si el procedimiento serealiza in situ, o pulverizacin !nicamente si se realiza en central. En el caso de lasgravas, este paso es &nnecesario..- /ezcla ntima$omognea de los materiales, tanto en obra, empleando una gradade discos, como en central, empleando tolvas dosificadoras.0 - E'tensinnivelacin de la mezcla.1- 2umectacincompactacin de la misma $asta alcanzar la densidad mnimaprescrita en la obra, generalmente el 34 o -556 del Proctor modificado.(os suelos utilizables para la construccin de carreteras com!nmente son,Suelos que roceden de !ancos naturales"como depsitos de arena del mar como arenasuniformes, o depsitos de ros como gravas, arenas, limosarcillas.Suelosrocesados"7onaquellossuelosqueserequiereprocesarlos, aquelossuelosprocedentesdebancosnaturalessonindeseablesparalaconstruccindecarreteras, por lotanto necesitamos procesarlos de tal manera de mejorar su granulometra, proporcionar una altadensidad, buena distribucin de tama8os de partculas, forma, te'tura para una buenaseparacindetama8osdepartculasre-dosificacin, conel objetivodeconseguir buenascompacidadesun mejor efecto de consistencia.Suelosquerocedende!ancosder#sta$os"7onsuelosutilizablesadecuadosparaconstruccin de carreteras, se e'traen de e'cavaciones cercanas de la obra vial.Suelosdel tioesecial"7onsuelosque$ansidomodificadosensuspropiedadesfsicas,qumicas para obtener resultados adecuadosutilizables para carreteras. 5(a resistencia es una caracterstica importante que deben tener los suelos para poderseleccionarlos,est influenciada en proporciones de materiales que contengan finos oagregados gruesos.- (os suelos que contengan pocos finos o sin finosuna buena distribucin de tama8ospresentan una importante estabilidad, permeabilidadno son susceptibles a la accin delas $eladas.- El sueloquecontienesuficientecantidaddefinosparallenar todoslosvacosentrepartculas, incrementara su resistencia producto del contacto entre las partculas, dondela presencia de los finos permitiruna mejor distribucin de los esfuerzos que en el casode suelos que no presenten finos, se obtendr alto peso volumtrico, baja permeabilidad puede ser susceptible a la accin de $eladas, este tipo de material presenta problemasdecompactacin, perodesdeel puntodevistadelaestabilidadsetieneunesfuerzocortante importante, a sea para material sin confinar, as como material confinado.-El suelo que contiene gran cantidad de finos, no tendr trasmisin de esfuerzos, a queno efectuar contacto entre las partculas gruesas, por la que flotaran en el suelo fino,teniendo como comportamiento un bajo peso volumtrico, es impermeable, disminucinde resistenciaes susceptible a la accin de las $eladas. Esta!ili%acin &ranulo$#trica con Escoria"(a reutilizacin de residuos en la ingeniera civilpresenta ventajas como la disminucin del impacto ambiental del residuo, los a$orrosenergticos como de materias primas as como beneficios econmicos. 2asta$ace pocose consideraba unresiduocuo destinoerael vertedero,pero latendenciaactual es su utilizacin en las obras civilesen la construccin-.-.-.E79%:&(&;%#&= #%(?esde $ace ms de ..555 a8os es bien conocido el carcter aglomerante de la cal, que unido a su tremenda avidez por el agua le confiere unas e'celentes propiedades como aditivo a emplear en estabilizaciones de suelos.'('('('( ELABO)ACINPara la realizacin de este tipo de estabilizaciones se emplea una cal area viva oapagada- mezclada en presencia de agua con el suelo en cuestin. (a dosificacin de lacal vara seg!n el tipo de suelo, emplendose porcentajes sobre peso seco de suelo del .al 46 para la cal viva *#a>+del 1 al @6 en el caso de usar cal apagada *#a*>2+.+.Eventualmente pueden emplearse cenizas volantes, productos de residuo de las centrales trmicas.'('('(*( P)OPIEDADES(os procesos fsico-qumicos producidos en el suelo al agregar cal en presencia de agua son los siguientes,

Apida reaccin de floculacin por el intercambio inico del calcio de las arcillaspresentes en el suelo, reportando cambios en su plasticidad. %ccin lenta de tipo puzolnico de formacin de nuevos compuestos &nsolubles en agua-silicatosaluminatos- a partir de la sliceal!mina e'istentes en el suelo primitivo. Esteproceso, que puede prolongarse durante varios meses, afecta a la resistencia mecnicadel suelo.(os resultados ms destacables derivados de los anteriores procesos,que inciden sobre lacalidad del suelo estabilizado se resumen en tres aspectos,*a+ /ejoradelas propiedades resistentes, ?adoel carcter aglomerante dela cal, laresistenciaacompresinalargoplazoaumentadeformaconsiderable, alcanzndosevalores de 05 a 45 Bp"cmC, (a resistencia a cizalla tambin se ve mejorada, al aumentarel rozamiento &nternola co$esin del suelo.*b+ Aeduccin de la plasticidad, Dno de los efectos ms &mportantes que ejerce la calensuelos plsticos *&PE -4+ es el aumento de su lmite plstico *(P+.Este $ec$o ocasiona una drstica reduccin del ndice de plasticidad *&P+, aumentandoadems la $umedad ptima de compactacin. En suelos poco plsticos *&PF-4+ act!a deforma opuesta, aumentando su &P.*c+ %umento de la trabajabilidad, #on la adicin de cal, el suelo se vuelve ms disgregable granular, lo que unido al aumento del (Pde la $umedad ptima de compactacin facilitasu puesta en obra.'('('(+( E,PLEO(a estabilizacin con cal se emplea principalmente en suelos arcillosos, con elevado contenido en finos de plasticidad media o alta. 7e emplea tambin en suelos de elevada $umedad natural, dado que modifica la curva de compactacin, reduciendo la densidad seca m'imaaumentando la $umedad ptima de compactacin.En aquellos suelos donde un tratamiento con cemento resultada mu caro puede emplearse estetipo de estabilizacin que, aunque de calidad &nferior, es muc$o ms econmica.Gariacin de las propiedades de un suelo estabilizado con cal!'('('(-( PUESTA EN OB)AEl proceso de puesta en obra de este tipo de mezclas es mu similar al a e'plicado para las estabilizaciones mecnicas. (os procesos seguidos se enumeran a continuacin,- ?isgregacinpulverizacin del suelo.- 2umectacin, caso de que sea necesario.- ?istribucin del aditivo -&a cal en este caso- uniformemente, empleando la maquinariaadecuada.- /ezcla ntima del suelo con el aditivo mediante gradas de discos, mezcladorascontinuas u otros medios anlogos.->peracionesdeaireacincuradoinicial delamezcla, deformaquesemantengaconstante la $umedad ptima para su compactacin.- #ompactacin de la mezcla, empleando para ello rodillos vibratorios lisos o deneumticos, deformaquesealcanceladensidadm'imaestipuladaenproecto,generalmente el -556 de la densidad Proctor.- %cabado superficial, alcanzando las cotas de proectolas pendientescorrespondientes, procurando que la superficie sea lo ms uniforme posible.- #urado final de la mezcla, manteniendo constante su $umedad durante un periodo deentre0@dasapartir desuacabado. Paraellodeberregarseconladebidafrecuencia o disponer un riego de curado para evitar evaporaciones.-.-... E79%:&(&;%#&= #E/E=9> *7DE(>#E/E=9>+Esta tcnica de estabilizacin es una de las ms empleadas actualmente,viene ponindose enprcticadesdeque%miesla&ntrodujoenel a8o-3-@paratratar deevitar el fenmenodepumpingobombeodefinoscaractersticodelosfirmesrgidos. %l aglomerar estetipodepartculasseconseguaqueel aguanolasdisolvieraensuseno,evitandodeestemodoeldescalzamientoposterior rotura de las losas de $ormign.'('(*('( ELABO)ACINPara fabricar una estabilizacin con cemento, denominada popularmente suelocemento, se realiza una mezcla intima del suelo previamente disgregado con cemento, aguaotros aditivos opcionales, seguida de una compactacincurado adecuados. En el caso de que la mezcla se vaa a emplear en capas de firme, dic$a mezcla deber realizarse en central, a que slo de este modo se garantiza una $omogeneidad suficiente del producto final.(a proporcin de cemento necesaria para obtener un material adecuado es mu variable, dependiendo del tipo de suelo que se desee estabilizar. (os suelos ms adecuados para estabilizar con cemento son los granulares con finos de plasticidad reducida *grupos %-l, %-.%-0 de la clasificacin %%729>+. En el resto de los suelos se plantean problemas con las retracciones que origina el fraguado. (a tabla de la pgina siguiente recoge las dosificaciones recomendadas por la Porland #ement %ssociatlon en funcin del tipo de suelo tratado.El contenido ms apropiado de agua se determina mediante el ensao Proctor modificado, teniendo en cuenta que cuanto maor sea la densidad alcanzada, ms alta ser la resistencia del material. (a adicin de cemento al suelo modifica su plasticidad, as como su densidad "m'ima$umedad ptima, que varan ligeramente en un sentido o en otro, dependiendo del tipode suelo.PROPORCI#N DE CEMEN!O EN ES!A$ILI%ACIONESHuente, Portland #ement %ssociation'('(*(*( P)OPIEDADES#on este tipo de estabilizacin se pretenden mejorar las siguientes propiedades de un suelo,*a+ /ejora de su resistencia mecnica, (a cementacin aislada de las partculas rigidizan la estructura &nternaconfieren una maor capacidad portante alsuelo, llegndose a alcanzar resistencias a los @ das de .5 a 45 Bp"cm.,*b+&nsensibilidad al agua, (a trabazn producida por el cemento &mpide el lavado de finos, evitando fenmenos de pumping o soplado. %simismo mejora la resistencia a la $eladaaumenta la durabilidad del firme.*c+Aeduccin de la plasticidad, /ejora considerable de las propiedades reolgicas del suelo, aunque puede dotarlo de una rigidez e'cesiva en ciertos casos.Dn &nconveniente que presenta son los problemas derivados del proceso de retraccin, produciendo a largo plazo grietas en el pavimento, si se $a empleado en capas de base de firmes bituminosos. Dn adecuado proceso de curado puede audar a paliar este problema.'('(*(+( E,PLEOEl suelocemento se utiliza frecuentemente en caminos rurales sin pavimentar, en capas base s!base de carreteras con trfico mediopesado, en arcenesen ocasiones en la coronacin deterraplenes donde &nterese conseguir una buena plataforma de trabajo en tiempo $!medo. En firmes rgidos se emplea con asiduidad dada su gran rigidezpara evitar el fenmeno delbombeo de finos.'('(*(-( PUESTA EN OB)A(os sistemas de mezcla son los $abituales en otro tipo de estabilizaciones, aunque difieren en funcin del lugar donde se realice la mezcla -en central o &n situ-. (a maquinaria de compactacin es anloga a la &ndicada para el tipo de suelo del que se trate) el control de la compactacin se realiza sobre el -556 del Proctor normal o modificado.El curado se realiza manteniendo $!meda la superficie de la capa estabilizada, aunque tambin puede aplicarse un riego bituminoso que evite la evaporacin del agua. #Proceso de ejecucin de una estabilizacin con cemento1.).Esta"ili*aci+n ,u!mica-107e refiere principalmente a la utilizacin de ciertas sustancias qumicas patentizadascuo uso involucra la sustitucin de iones metlicoscambios en la constitucin de los suelos involucrados en el proceso.o Cal- disminue la plasticidad de los suelos arcillososes mu econmica.o Cmnto .ortland- aumenta la resistencia de los suelosse usa principalmente para arenas o gravas finas.o .roductos As&/lticos- es una emulsin mu usada para material triturado sin co$esin.o Cloruro d Sodio- impermeabilizandisminuen los polvos en el suelo, principalmente para arcillaslimos.o Cloruro d Calcio, impermeabilizandisminuen los polvos en el suelo, principalmente para arcillaslimos.o Escorias d 0undici+n- este se utiliza com!nmente en carpetas asflticas para darle maor resistencia, impermeabilizarlaprolongar su vida !til.o .ol!mros- este se utiliza com!nmente en carpetas asflticas para darle maor resistencia, impermeabilizarlaprolongar su vida !til.o 1ul d Num/ticos- este se utiliza com!nmente en carpetas asflticas para darle maor resistencia, impermeabilizarlaprolongar su vida !til.-.0. 2T3AS ESTABILIZACI2NESEn este apartado se tratarn ligeramente otros dos tipos de estabilizaciones cuo uso en nuestropas no se $alla mu e'tendido por diversos motivos de ndole tcnicoeconmico, se trata de las estabilizaciones con productos bituminososde las estabilizaciones con cloruros.-.0.-.E79%:&(&;%#&>=E7 #>= PA>?D#9>7 :&9D/&=>7>7En esta clase de estabilizaciones el aditivo no es ms que un &&gante bituminoso, emplendosegeneralmentealquitranespocoviscosos, emulsionesbituminosasderoturalentaobetunesfluidificadosde viscosidad media.(a dosificacindel &&gantebituminosodebersercapaz deconferir alamezclacompactadasuficienteco$esin"oimpermeabilidad, seg!nseael finperseguido.7e distinguen dos mtodos generales de fabricacin, en funcin del lugar donde se efect!e lamezcla, &n situ, si se realiza en la propia obra, o en central, sta se lleva a cabo en una planta detratamiento &ndustrial, para ser trasladada al tajo posteriormente.(os suelos ms adecuados para este tratamiento son los granulares con pocos finos *menos del.56+reducida plasti#idad *&PF-5+, como las arenas de granulometria uniforme.11?adoel elevadopreciodel petrleoenlaactualidad, estatcnicaseempleaenpasesregiones productoras de crudo, donde su coste es ms asequible, >riente /edio, 7udamrlca,Estados Dnidos, Ausia, etc. En Espa8a $a sido relegada a un segundo plano, emplendose sloen ocasiones mu determinadas. %ctualmente est en vas de e'tincin, como asI lo prueba ladesaparicin de esta unidad de obra en el PJ-1.-.0...E79%:&(&;%#&>=E7 #>= #(>ADA>7En caminos rurales no pavimentados o firmes de bajo trfico, puede emplearse cloruro clcico*#a#$+ o sdico *=a#&+ para reducir la generacin de polvo. Esto es debido a las caractersticas$igroscpicasde estos compuestos,queaudanamantenerla$umedadenlasuperficie delcamino.(os aditivos suelen aplicarse disueltos en agua mediante un riego al comienzo de la temporadaseca, en los meses de mao o junio) la dosificacin del cloruro oscila entre 5.4- Bg. por m. desuperficieatratar. Enzonascosterasel tratamientosesimplifica, aquepuedeemplearsedirectamente agua del mar.1.4.53A6AS T3ATA7ASElaumento deltrfico pesado a mediados delpresente sigloe'igi elempleo de bases msresistentes a la deformacina la fatiga que las bases granulares empleadas $asta entonces.?ea$ surgieronlasgravastratadas, materialesconcaractersticasmejoradasmediantelaadicin de un agente conglomerante que los dotaba de una maor co$esin, $acindolos msresistentes a las solicitacionesaumentando su durabilidad.(as gravas tratadas tienen en com!n los siguientes puntos, Estn formados por una mezcla ntima entre ridos de calidad procedentes del mac$aqueo *za$orras artificiales+, aguaun conglomerante, normalmente cemento, bet!n o escoria granulada. El tama8o m'imo rido est limitado para evitar segregaciones *normalmente .4 mm.+, asl como su contenido en finos, estando e'entos de arcillasmateria orgnica. (a cantidad de aditivo es muc$o menor que la empleada en las estabilizaciones, a que gracias a la calidad del rido sus efectos son potenciados. (a dosificacinmezcla siempre tiene lugar en una planta de tratamiento) el material se transporta al tajo de obra en camionesse e'tiende con mquinas e'tendedoras que precompactan la capa. El proceso de compactacin se realiza con compactadores pesados, con el fin de alcanzar el -556 de la densidad m'ima del ensao Proctor modificado.12?entro de las gravas tratadas pueden diferenciarse diferentes productos, en funcin del tipo de ligante empleado,o Jravacementoo 2ormign magroo Jravaescorlao . Jravacenizao . Jravaemulsin13En el siguiente esquema se tratan de resumir sus principales caractersticas.