ESTABILIZACIÓN DE SUELOS

PRIMERA PARTE

U N I VE R S I D

A D N A C I ON A L D E C O L O M

B I A

GENERALIDADES

MATERIAL NO CUMPLE CON ESPECIFICACIONES

PROCESOS DE ESTABILIZACIÓN

PROCESOS DE ESTABILIZACIÓNESTABILIZACIÓN MECÁNICA ▪ COMPACTACIÓN▪ MEZCLAS DE SUELOESTABILIZACIÓN POR DRENAJE ESTABILIZACIÓN POR MEDIOS ELÉCTRICOS ▪ ELECTROOSMOSIS▪ PILOTES ELECTROMECÁNICOSEMPLEO DE CALOR Y CALCINACIÓN ESTABILIZACIÓN POR MEDIOS QUÍMICOS ▪ ADICIÓN DE CAL, CEMENTO, ASFALTO, OTROS

PROPIEDADES QUE SE MEJORANESTABILIDAD VOLUMÉTRICA RESISTENCIA PERMEABILIDAD COMPRESIBILIDAD DURABILIDAD

Se mejoran unas de estas propiedades, otras se deterioran.

ESTABILIDAD VOLUMÉTRICATRATAMIENTOS QUÍMICOS

▪ EN MATERIALES SUPERFICIALES

TRATAMIENTOS TÉRMICOS

▪ EN MATERIALES PROFUNDOS

RESISTENCIACOMPACTACIÓN VIBROFLOTACIÓN PRECARGA DRENAJE MEZCLAS DE SUELOS ESTAB. QUÍMICA.

Esta propiedad se ve especialmente afectada por el contenido de materia orgánica del suelo.

PERMEABILIDADCOMPACTACIÓN INYECCIÓN USO DE FLOCULANTES

COMPRESIBILIDADCOMPACTACIÓN

DURABILIDADResistencia la intemperismo, erosión o abrasión por acción del tráfico.

ESTABILIZACIÓN QUÍMICA

IDENTIFICACIÓN DE SUELOS CON FINES DE ESTABILIZACIÓN

USCS.

▪ Aspectos importantes a la hora de estabilizar:▪ Composición mineralógica▪ Permeabilidad▪ Historia geológica previa. ▪ Influencia del clima, vegetación▪ Información cualitativa a partir de la observación del perfil de suelos.▪ Saturación del material.

POSIBILIDADES DE ESTABILIZACIÓNTIPO DE SUELO PROBLEMA TÍPICO Y COMO ESTABILIZARLO

Suelos arenosos Granulometría uniforme – mezcla con otros materiales. Arenas limpias-ASFALTO O CEMENTO.

Suelos limosos con algo de arcilla COMPACTACIÓN

Suelos limosos con poca o ninguna arcilla Debe evitarse su uso. No hay tratamientos económicos. Su uso en superficie produce superficies polvorientas.

Suelos arcillosos agrietados Estabilización con cal.

Suelos arcillosos no agrietados y de textura abierta

Compactación

Arcillas suaves Estabilización con cal

RESPUESTA DE MINERALES ANTE LA ESTABILIZACIÓN

MINERAL O COMP. SUELO

ESTAB. RECOMENDABLE FINALIDAD

Materia orgánica Mecánica Los otros métodos no son efectivos

Arenas Mezcla con finos no plásticos Mejorar estabilidad mecánica

Cemento Incremento resistencia

Asfalto Cohesión

Limos No responden a métodos de estabilización en uso.

Alófanos Cal, mezcla cal y yeso Incrementar resistencia

Caolín Arena Estabilidad mecánica

Cemento Resistencia corto plazo

Cal Trabajabilidad y resistencia a largo plazo

RESPUESTA DE MINERALES ANTE LA ESTABILIZACIÓN

MINERAL O COMP. SUELO

ESTAB. RECOMENDABLE FINALIDAD

Illita Cemento Resistencia a largo plazo

Cal Trabajabilidad y resistencia a largo plazo

Montmorillonita Cal Trabajabilidad y resistencia a largo plazo

ESTABILIZACIÓN MECÁNICAMEZCLA DE MATERIALES.

▪ MATERIALES GRUESOS▪ GRANULOMETRÍA

▪ MATERIALES FINOS▪ PLASTICIDAD

ESTABILIZACIÓN MECÁNICA

•MEZCLAS DE SUELOS:

P=aA + bB

ESTABILIZACIÓN MECÁNICADISEÑO DE MEZCLAS DE SUELOS. MÉTODO GRÁFICO

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTOLA MÁS USADA.

PROPIEDADES AGLOMERANTES

▪ FINOS – IONES DE CALCIO AVIDOS DE AGUA QUE LA TOMAN DE LAS LAMINAS DE ARCILLA

▪ GRUESOS – LIGANTE DE GRAVAS, ARENAS Y LIMOS

REDUCE LA POROSIDAD Y LA PLASTICIDAD. AUMENTA LA RESISTENCIA Y DURABILIDAD

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTOREQUISITOS MATERIALES A ESTABILIZAR CON CEMENTO. ▪ MÁXIMO 2% EN PESO DE MATERIA ORGÁNICA. ▪ NO SE RECOMIENDA LA PRESENCIA DE SULFATOS DE CALCIO,

MAGNESIO Y OTRAS SUSTANCIAS ÁVIDAS DE AGUA. ▪ NORMA INV. ART341-07. ▪ LL < 35% ▪ IP < 15%▪ REACTIVIDAD ALCÁLIS < 0,5%▪ PT4 > 60%▪ PT200 < 50%▪ TAMAÑO MÁXIMO < 75mm Ó MENOR A LA MITAD DEL ESPESOR DE

CAPA COMPACTADA.

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTOCEMENTO ▪ PORTLAND TIPO I▪ PARA CONTRARRESTAR EFECTOS M.O. – USO DE CEMENTOS DE ALTA

RESISTENCIA▪ SI LA MEZCLA SE EXTIENDE A BAJAS TEMPERATURAS – CEMENTOS DE

FRAGUADO RÁPIDO O CON CLORURO DE SODIO.▪ TIEMPO DE HIDRATACIÓN DEL CEMENTO – DEPENDE DEL TAMAÑO DE LAS

PARTICULAS.

AGUA ▪ LIBRE DE MATERIA ORGÁNICA, ALCÁLIS Y OTRAS SUSTANCIAS

PERJUDICIALES▪ 5,5 < PH < 8.0▪ CONTENIDO DE SULFATOS < 1 gr/lt

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTOEFECTOS EN LOS SUELOS ARCILLOSOS: ▪ PRODUCE HIDRATACIÓN DE LOS CEMENTOS – PRODUCE SILICATOS Y

ALUMINATOS HIDRATADOS DE CALCIO▪ INTECAMBIO IÓNICO ENTRE CALCIO Y OTROS ABSORBIDOS POR LOS

MINERALES DE ARCILLA - TENDENCIA A FLOCULAR LA ARCILLA▪ REACCIÓN QUÍMICA PUZOLÁNICA ENTRE EL CEMENTO Y ARCILLA ▪ PRODUCE AGREGADOS RESISTENTES.

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTOMONTMORILLONITAS + REACTIVAS CON EL CEMENTO. ILLITAS Y

CAOLINITAS.

RESISTENCIA DEL MATERIAL

ACTIVIDAD DE LA ARCILLA

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTODISEÑO DE MEZCLA - DETERMINACIÓN DEL % DE CEMENTO A

ADICIONAR.

INICIALMENTE, PROPORCIONAMIENTO DE LA MEZCLA CON PRUEBA DE DURABILIDAD.

▪ INV 341/14

TIPO DE MATERIAL (CLAS. AASHTO)

% PÉRDIDA MASA ADMITIDAA-1, A24, A25, A3 14

A 2 6, A 2 7, A4, A5 10

A 6, A7 7

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTOCAMBIO DE VOLUMEN Y PÉRDIDA DE PESO.

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN. ▪ INV 341/14▪ 2,1 MPa A LOS 7 DÍAS DE CURADO HÚMEDO.▪ 1,7 MPa INGLATERRA. PARA EVITAR COMPORTAMIENTOS FRÁGILES, SE

HA RESTRINGIDO LA RESISTENCIA DEL MATERIAL A 5,4 MPA.

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTOASPECTOS A DETERMINAR EN UNA MEZCLA DE SUELO CEMENTO:

▪ CANTIDAD DE CEMENTO NECESARIO PARA PROPIEDADES DESEADAS.▪ CANTIDAD DE AGUA A AGREGAR▪ PESO VOLUMÉTRICO AL QUE SE DEBE COMPACTAR EL SUELO SEGÚN EL

USO QUE SE VAYA A DAR.

ESTABILIZACIÓN CON CEMENTO

PORCENTAJES DE CEMENTO PARA PROBAR EN DISEÑO DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO