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USO DE GEOMALLAS EN CAMINOS MINEROS (Haul Roads) Presentado por: Ing. David Tello Villarruel [email protected]
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USO DE GEOMALLAS EN
CAMINOS MINEROS
(Haul Roads)
Presentado por:
Ing. David Tello Villarruel
“Los sistemas de mejoramiento de suelos blandos consisten en la
instalación de una capa de refuerzo (geomalla) de buenas
características rígido – flexurales con la finalidad de distribuir en un
área mucho mayor las cargas transmitidas a la subrasante blanda,
reduciendo los espesores de mejoramiento entre un 40 a 60%”.
Geomalla
Introducción
“Las geomallas biaxiales y multiaxiales son fabricadas partiendo de una lámina de
polipropileno, la cual es perforada y estirada uniformemente para formar mallas
con alta resistencia a la tensión y estructura continua”
Introducción
Rigidez
Alta resistencia con bajas
deformaciones.
Soporte como zapatos de
nieve.
Confina el relleno.
Geometría Abierta.
Aperturas rectangulares.
Juntas fuertes.
Presentan resistencia a la tensión
en dos direcciones.
Introducción
Geomallas Biaxiales
Introducción
Geomallas Multiaxiales
Rigidez
Alta resistencia con bajas
deformaciones.
Soporte como zapatos de
nieve.
Confina el relleno (sección
con mayor peralte que BX).
Geometría Abierta.
Aperturas triangulares.
Juntas mucho mas fuertes.
Presenta resistencia a la tensión
“radial” (en todas sus direcciones).
COMO FUNCIONAN LAS
GEOMALLAS?
Reducción de
espesores
Incremento
de vida útil
Incremento de
capacidad de
soporte
Cobertura
de vacíos
Nivelación de
subrasantes
débiles
Control de
asentamientos
diferenciales
Aplicaciones Resumen de soluciones con geomallas
Superficie de falla con refuerzo
USACOE ETL 1110-1-189 (2003): “Use of geogrids en pavement construction”
Mecanismos de Refuerzo Distribución de esfuerzos:
Superficie de falla sin refuerzo
Mecanismos de Refuerzo Distribución de esfuerzos:
El Dr. Braja Das en su trabajo: “Bearing Capacity of Shallow Foundations
on Geogrid-Reinforced Soil_Review” encontro que las geomallas cambian
el angulo de aplicacion de esfuerzos de 2:1 (V:H) a 1:1(V:H).
Finalmente, todo se reduce a calcular el “h”. Como hacerlo?
Presión Vertical
sin Geomallas
Presión Vertical con
Geomallas
Sin Reforzar Reforzado
Restricción lateral y trabazón con el
agregado (Confinamiento)
Flujo Lateral por corte
Mecanismos de Refuerzo Confinamiento lateral:
USACOE ETL 1110-1-189 (2003): “Use of geogrids en pavement construction”
Trabazón Mecánica
– Penetración parcial de las partículas de agregado
– Alta resistencia a bajas deformaciones
– Previene el movimiento horizontal y vertical de las partículas del relleno a
través del confinamiento lateral de partículas.
Mecanismos de Refuerzo Confinamiento lateral:
Geomalla Multiaxial TRIAX
Geometría Isométrica - Ejemplos
La idea de TRIAX
Confinamiento
del agregado
& Trabazón
Desempeño
Multi-
direccional
Lo nuevo de la geomalla TRIAX
Ventajas de TRIAX en confinamiento y trabazón
Lo nuevo de la geomalla TRIAX
Nueva sección, única con
mayor peralte
Confinamiento
del agregado
& Trabazón
Desempeño
Multi-
direccional
Lo nuevo de la geomalla TRIAX
Ventajas de TRIAX en distribución de esfuerzos
-
30
°
+60
°
+90°
(TD)
0°
(MD) +30
°
Lo nuevo de la geomalla TRIAX
Transition Zone
(Partial confinement)
Magnitude of confinement
Unconfined
Zone
Fully Confined
Zone
TriAx geogrid
WHY TriAx® - Mechanically Stabilized Layer (MSL)
LAS GEOMALLAS EN EL
MEJORAMIENTO DE
ACCESOS MINEROS - PIERINA
OBRA : MEJORAMIENTO VIAS DE ACERREO PIERINA
PROPIETARIO : MINERA BARRICK MISQUICHILCA S.A.
UBICACIÓN : DISTRITO DE JANCAS
PROVINCIA DE HUARAZ
DEPARTAMENTO DE ANCASH
ALTITUD : 4,100 m.s.n.m.
• El material a nivel de subrasante (argílico) presentaba 2.5% de CBR “in
situ”.
• Se consideró 110 toneladas como carga axial impuesta por los vehículos
de carga (Especificaciones técnicas).
• La presión de inflado considerada para los camiones mineros era de
725kPa (Especificaciones técnicas).
• Se consideró un ahuellamiento permisible al final de la vida útil de la vía
de 75.0mm (3.0pulg.).
• El material granular empleado para realizar el mejoramiento presentaba
un CBR de 60%.
Antecedentes
CUARZO ALUNITA
Gradación A Gradación B Gradación C Gradación D
50 mm (2”) 100 100 --- ---
25 mm (1”) --- 75 – 95 100 100
9.5 mm (3/8”) 30 – 65 40 – 75 50 – 85 60 – 100
4.75 mm (Nº 4) 25 – 55 30 – 60 35 – 65 50 – 85
2.0 mm (Nº 10) 15 – 40 20 – 45 25 – 50 40 – 70
4.25 um (Nº 40) 8 – 20 15 – 30 15 – 30 25 – 45
75 um (Nº 200) 2 – 8 5 – 15 May-15 8 – 15
Tabla 305-1
Requerimientos Granulométricos para Base Granular
Tamiz
Porcentaje que Pasa en Peso
El material empleado para el mejoramiento fue un Cuarzo Alunita con un CBR de 60% y cuya
gradación seleccionada fue la “A” de acuerdo a la tabla mostrada.
Antecedentes
Antecedentes
Se requería realizar un mejoramiento de subrasante blanda en la zona de tránsito
de los camiones mineros KOMATSU 730E de 111m3 de capacidad de carga y 385
ton de peso cargados .
Proceso de Diseño
2
1tan c u
r Ph
r m N c
El ángulo de distribución de esfuerzos,α,
depende de: • Número de pasadas de tráfico.
• Propiedades de la subrasante y el
material de relleno (CBR).
• Propiedades del geosintético.
ASCE . Agosto 2004. Páginas de 775 a la 797.
Se puede descargar de:
www.tensarcorp.com/uploadedFiles /ISPN_SPECTRA_TTN_GirougHan.pdf
METODOLOGIA DE GIROUD & HAN (2004)
Mejoramiento de Subrasantes
ANGULO DE DISTRIBUCION DE ESFUERZOS:
1 0.868 log
tan 1 0.204 1E
C N
R
En particular, el termino C fue calibrado usando el módulo de
estabilidad de las aperturas de las geomallas:
1.5
20.661 1.006r
C Jh
Donde J = Módulo de estabilidad de apertura de la geomalla
empleada (m-N/º)
GIROUD J.P. - Presentation OTEC 2008
La verificación con el Software SPECTRA PAVE arrojó un espesor de mejoramiento sin
refuerzo de 34pulg, con geomalla BX1100 de 14pulg (59% de ahorro) y con la geomalla
BX1200 de 10pulg (74% de ahorro)
Proceso de Diseño
Colocación de la geomalla en su posición final antes de la
instalación del relleno de mejoramiento
Proceso de Instalación
Colocación del relleno de mejoramiento a cargo de los camiones
mineros KOMATSU 730E
Proceso de Instalación
Colocación de las 10 pulg. de relleno de
mejoramiento y aseguramiento de los traslapes
(60cm) de la geomalla BX1200.
Proceso de Instalación
Colocación del relleno de mejoramiento a un
espesor de 10 pulg. Sobre la geomalla BX1200
Proceso de Instalación
Proceso de Instalación
Colocación del relleno de mejoramiento
LAS GEOMALLAS EN EL
MEJORAMIENTO DE ACCESOS
MINEROS - YANACOCHA
OBRA : MEJORAMIENTO VIAS DE ACERREO,
BOTADEROS Y PAD
PROPIETARIO : COMPAÑÍA MINERA YANACOCHA
UBICACIÓN : LA QUINUA,
DEPARTAMENTO CAJAMARCA, PERU.
• El material a nivel de subrasante (ferricretas, bad blend y good blend)
presentaban de 0.4 a 1.5% de CBR “in situ”.
• El camion de diseno fue un CAT 793C (peso cargado de 384.00 ton).
• Se consideró 128 toneladas como carga axial impuesta por los vehículos
de carga (Especificaciones técnicas).
• La presión de inflado de las llantas modelo 40.00R57 fue de 40.5 Ton/m2
(Especificaciones técnicas).
• Se consideró un ahuellamiento permisible al final de la vida útil de la vía
de 75.0mm (3.0pulg.).
• El material empleado para realizar el mejoramiento fue lastre o ferricreta
consolidada (segun la zona) y presentaba un CBR de 40% a 24%
respectivamente.
Antecedentes
Antecedentes
La verificación con el Software arrojó un espesor de mejoramiento sin refuerzo de 46pulg
(115cm), con geomalla BX1100 de 18pulg (61% de ahorro) y con la geomalla BX1200 de
12pulg (74% de ahorro)
Proceso de Instalación Haul Roads o Vías Principales
Mejoramiento de los puntos de conexión hacia PADs, Botaderos y Pits. Zonas de alto tránsito. Estas
vías reciben mantenimiento terminado el período de lluvias (Mediados de abril). Se coloca geomalla y
material de desmonte bueno. El relleno puede compactarse.
Proceso de Instalación Haul Roads o Vías Principales
Proceso de Instalación PADS: Conformación de LIFT’S
Zonas nuevas, nunca han sido abiertas al tráfico y los suelos de subrasante son muy malos (CBRs <1%). El proceso
en las vías del PAD es como sigue:
Se asigna la zona destinada a PAD, se coloca una geomembrana en la base y sobre ésta la piedra de drenaje más
todos los geosintéticos necesarios. Se coloca el mineral de alto contenido de ley y se empieza a lixiviar con cianuro
en espesores de 14m. Hasta esta etapa hemos completado 1 LIFT (plataforma). Para continuar con el 2do. LIFT, se
coloca la geomalla sobre el material lixiviado, sobre ésta el espesor de mineral de baja ley necesario sin compactar
(porque eso haría que no haya filtración de solución) y con un % de finos especificado. Una vez completado el 2do
LIFT, se bate todo el espesor de mineral de baja ley del camino (incluido la geomalla) se coloca nuevo mineral de
alto contenido de ley y se lixivia todo. Este suelo de subrasante donde se instala geomalla es muy blando porque no
es compactado y porque tiene alto contenido de humedad proveniente de las lluvias y la solución.
Proceso de Instalación PAD’s (continuación…)
Proceso de Instalación PAD’s (continuación…)
Estas zonas ya han sido transitadas por vehículos pesados y se van recapeando cada 3meses a medida que avanza el
volumen de material a eliminar.
Se clasifican el LIFTS (plataformas). Por ejemplo, pueden estar trabajando en el LIFT9 (que es un nivel de plataforma),
luego se continuará con el LIFT10, etc.
El material de subrasante es estable con valores de CBR mayores a 1.5% porque transitan volquetes pesados que
compactan el suelo y el mejoramiento (geomalla y desmonte malo) no se destruye como en el caso del PAD, sino que se
conserva hasta la siguiente etapa.
Con geomalla
Sin geomalla
En operación
Proceso de Instalación BOTADEROS
En construccion
Proceso de Instalación BOTADEROS
Camino estabilizado
Camino estabilizado
USO DE GEOMALLAS EN
CAMINOS MINEROS
(Haul Roads)
Presentado por:
Ing. David Tello Villarruel
Preguntas??
Gracias!!!
