Mejoramiento de Suelos

Las técnicas de mejoramiento de suelos consisten en modificar las

características de un suelo por una acción física (vibraciones por ejemplo) o por la

inclusión en el suelo de una la mezcla del suelo con un material más resistente,

con el fin de:

- aumentar la capacidad y/o la resistencia al corte,

- disminuir los asentamientos, tanto absolutos como diferenciales, y acelerarlos

cuando sucedan,

- disminuir o eliminar el riesgo de licuefacción en caso de terremoto o de

vibraciones importantes

Los ámbitos de aplicación de las distintas técnicas dependen esencialmente de la

naturaleza y la granulometría de los terrenos que se desea mejorar.

Estabilización electroquímica

“El mejoramiento de un suelo es el resultado de la aplicación de técnicas

mecánicas, químicas y generalmente combinación de ellas que producen el

desempeño del material que el ingeniero requiere en su diseño" JVNHT.

Para entender el tema hay que tener claro ciertos términos tales como: ¿Qué es

la química?, ¿Que son enlaces covalentes, iónicos, metálicos y las fuerzas de Van

Der Walls?, ¿Qué es el pH?, ¿Qué son cationes y aniones?, ¿Qué es la salinidad?

El origen geológico de los suelos en especial de las arcillas, tienen gran influencia

en la estabilización de suelos ya que la carga eléctrica negativa resultados del

intercambio catiónico presente en ellas, determina el tipo de reacción química que

se pueda dar dependiendo del tipo estabilizante.

En importante saber a la hora de estabilizar el suelo cual es el principio químico a

utilizar, ya sea, Hidrólisis Acida, Hidrólisis Básica o Hidrólisis Enzimática, teniendo

en cuenta que hidrólisis es: la ruptura del enlace químico que se forma entre una

partícula o molécula en este caso arcilla y el agua absorbida, cuando la molécula

de agua H2O, se descompone en +H y –OH bajo la acción de un ácido fuerte, una

base fuerte o una enzima de origen vegetal, respectivamente. Los tipos de

estabilizantes químicos comúnmente encontrados en el mercado son el cemento y

la cal; teniendo presente que existen varios tipos de cal, entre los cuales las más

conocidas son la cal viva, cal apagada y cal para uso agrícola, en donde cada una

de ellas presenta una composición química diferente. Y también tenemos al

cemento que presenta al igual varios tipos dependiendo de la composición

química y del uso al cual está destinado.

Definición de Suelo Cemento. Es una mezcla de suelo, conveniente mente pulverizada, con determinadas

porciones de agua y cemento que se compacta y cura para obtener mayor

densidad. Cuando el cemento se hidrata la mezcla se transforma en un material

duro y rígido los porcentajes de cemento son mayores rondando el 10% como

valor medio, aunque pueden ser valores superiores hasta el 15% dependiendo

de la calidad del suelo. Se le usa principal ente como base en los pavimentos de

carreteras.

Suelo cemento

Es una mezcla en seco de suelo o tierra con determinadas características

granulométricas, cemento Portland y, en su caso, aditivos. A la mezcla se le

adiciona una cierta cantidad de agua para su fraguado y posteriormente se

compacta. Regularmente, el porcentaje de cemento portland puede variar entre el

7 al 12% dependiendo del tipo de suelo. Al producto ya curado o fraguado se le

exigen unas determinadas condiciones de insusceptibilidad al agua

(impermeabilidad, insolubilidad), resistencia, durabilidad y apariencia.

Cemento Portland

Es un conglomerante hidráulico que al ser hidratado se solidifica y endurece. En

principio cualquier cemento puede utilizarse en la estabilización de los suelos. El

cemento Portland normal tipo I es el mas utilizado, aunque también se han usado

mucho los de alta resistencia inicial. Existen trabajos de investigación que

concluyen que el cemento Portland tipo I permite a la mezcla alcanzar mayor

resistencia pues contiene mayor cantidad de aluminato tricálcico y sulfato de

calcio. Los cementos mas utilizados en nuestro país son: el cemento para

mampostería (ASTM-C91), el cemento Pórtland tipo I (ASTM-C150) y el cemento

Pórtland tipo I modificado (ASTM-C1157), siendo el primero un cemento utilizado

para el pegado de unidades y recubrimientos; en cambio los cementos Pórtland

tipo I y el tipo I modificado se clasifican como cementos de uso general, utilizado

cuando no está sujeto a exposiciones de sulfatos provenientes del agua o suelo y

cuando no se presentan aumentos de temperatura objetables debido al calor

generado por la hidratación.

El asfalto

Es un material viscoso, pegajoso y de color negro, usado como aglomerante en

mezclas asfálticas para la construcción de carreteras, autovías o autopistas.

También es utilizado en impermeabilizantes. Está presente en el petróleo crudo y

compuesto casi por completo de bitumen. Su nombre recuerda el Lago Asfaltitos

(el Mar Muerto), en la cuenca del río Jordán.

Además del sitio mencionado, se encuentra en estado natural formando una

mezcla compleja de hidrocarburos sólidos en lagunas de algunas cuencas

petroleras, como sucede en el lago de asfalto de Guanaco, el lago de asfalto más

extenso del mundo (Estado Sucre, Venezuela), con 4 km² de extensión y 75

millones de barriles de asfalto natural. Le sigue en extensión e importancia el lago

de asfalto de La Brea, en la isla de Trinidad.

A pesar de la fácil explotación y excelente calidad del asfalto natural, no suele

explotarse desde hace mucho tiempo ya que, al obtenerse en las refinerías

petroleras como subproducto sólido en el craqueo o fragmentación que se produce

en las torres de destilación, resulta mucho más económica su obtención de este

modo. Sucede algo parecido con la obtención del gas, que también resulta un

subproducto casi indeseable en el proceso de obtención de gasolina y otros

derivados del petróleo.

Uso del asfalto

Como el asfalto es un material muy impermeable, adherente y cohesivo, capaz

de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de cargas

permanentes, presenta las propiedades ideales para la construcción de

pavimentos cumpliendo las siguientes funciones:

Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la

humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la

precipitación.

Proporciona una íntima unión y cohesión entre agregados, capaz de resistir

la acción mecánica de disgregación producida por las cargas de los

vehículos. Igualmente mejora la capacidad portante de la estructura,

permitiendo disminuir su espesor.

El asfalto en frio o aglomerado asfaltico de

aplicación en frio:

Este formado por una mezcla de agregados minerales y un ligante bituminoso.

Es el producto ideal para pequeñas reparaciones en calles, carreteras, caminos,

colocación de rejillas en la calzada, realización de resaltes para el control de

velocidad, planos inclinados entre la calle y la acera para el paso de carruajes y de

personas en silla de ruedas. Al contrario que para el asfalto convencional, para

su aplicación no es necesaria la utilización de costosa maquinaria, evitando costes

elevados de las reparaciones. Las mezclas asfálticas, empleadas en la

construcción de carreteras, proporcionan una superficie de rodamiento económica,

segura, cómoda y duradera. El mal estado de las calzadas, puede provocar

accidentes de circulación. Estas averías ya no son tan costosas de reparar.