TRATAMIENTO CON CAL EN LAS PROXIMIDADES DE LA VEGA DE ANTEQUERA

Transcripción

1 Proyecto de Construcción de Plataforma de la Línea de Alta Velocidad Antequera y Granada. Tramo: Peña de los Enamorados Archidona. VIADUCTO DE ARCHIDONA. TRATAMIENTO CON CAL EN LAS PROXIMIDADES DE LA VEGA DE ANTEQUERA ADELARDO MARTIN DE LA VEGA Y MUÑOZ DE MORALES. SUBDIRECCIÓN DE ÁREA II-ADIF

2 SUELO ESTABILIZADO CON CAL. NECESIDAD PRINCIPAL. Mezcla homogénea y uniforme de un suelo con cal a fin de mejorar las características geotécnicas, acciones y tránsito o de trabajabilidad. Reciclado de suelos excedentes o existentes en el entorno.

3 << APLICACIONES DEL SUELO ESTABILIZADO -Secado de suelos húmedos: sólo cal viva -Mejora de suelos para terraplenes, fondos de excavación. -Mejora de suelos para su uso en capas de asiento DECISIÓN EMPLEO PRÉSTAMOS/ EXCEDENTE TRATAMIENTO SUELO

4 CARACTERIZACIÓN MATERIAL VEGA DE ANTEQUERA DETERMINACIÓN CARACTERISTICAS DEL SUELO EXISTENTE A partir de la campaña de ensayos de laboratorio realizada y de los diferentes reconocimientos efectuados a lo largo de la traza, se puede desprender que un porcentaje importante del material procedente de los desmontes, con el que estaba previsto ejecutar los terraplenes, no cumple las especificaciones del Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares. Estas especificaciones son: DENSIDAD PROCTOR MODIFICADO > 1,75 KG/DM3 LÍMITE LÍQUIDO INFERIOR A 50. INDICE CBR > 5 HINCHAMIENTO EN ENSAYO CBR < 1% El problema fundamental que tenían los materiales existentes en la obra, en su mayor parte, era un bajo Límite Líquido, CBR, y sobre todo, hinchamientos altos. Indudablemente, la existencia de materiales procedentes de canteras existentes estaban grabados con un fuerte precio por incremento de transporte debido a la distancia de las mismas.

5 CARACTERIZACIÓN MATERIAL VEGA DE ANTEQUERA

6 CARACTERIZACIÓN MATERIAL VEGA DE ANTEQUERA Procedencia material Muestra Granulometria Límites Atterberg P.M. C.B.R. A 1 DIAS Hinch libre (PM) Parte Elemento 0,08 L.L. I.P. Densidad 100% PM 95% PM Hinch. SUELO S. CAL DESMONTE 1 CATA 4ª 89,70 SUELO S. CAL DESMONTE 1 CATA 2ª 66,90 SUELO S. CAL DESMONTE 1 CATA 3ª 90,80 SUELO S. CAL DESMONTE 1 CATA 1ª 92,50 56,20 33,50 1,803 4,10 2,30 3,95% 7,20 44,10 25,00 1,937 2,90 2,70 4,28% 4,15 52,70 31,10 1,857 4,10 2,10 4,43% 6,25 54,80 32,30 1,832 4,10 2,20 5,26% 5,45 SUELO S. CAL DESMONTE 1 CATA 5ª 94,70 1,821 4,10 2,20 5,94% 2,60 SUELO S. CAL DESMONTE 1 CATA 8ª 86,50 SUELO S. CAL DESMONTE 1 CATA 7ª 93,40 SUELO S. CAL DESMONTE 3 CATA 6ª 91,60 SUELO S. CAL DESMONTE 4 CATA 1ª 70,90 SUELO S. CAL DESMONTE 4 CATA 2ª 67,80 SUELO S. CAL TERRAPLÉN CATA 3ª 75,40 61,90 41,30 1,756 4,05 63,50 42,50 1,846 5,15 55,70 34,90 1,872 5,25 37,60 18,90 9,30 6,10 0,71% 38,70 20,60 3,70 2,60 1,46% 45,90 23,10 4,80 3,70 1,26% SUELO S. CAL FALSO TÚNEL 94,40 54,00 31,30 2,00 1,90 2,30% 1,40 SUELO S. CAL FALSO TÚNEL 98,20 58,80 39,70 1,70 1,20 4,41% 0,95 SUELO S. CAL FALSO TÚNEL 86,30 49,40 30,30 2,50 2,00 1,97% 2,25

7 CARACTERIZACIÓN MATERIAL VEGA DE ANTEQUERA A la vista de los resultados de los ensayos de difracción sobre muestras obtenidas en la obra para el conocimiento de la composición mineralógica, se obtiene que los materiales predominantes son la montmorillonita, la caolinita y la illita. La montmorillonita es un mineral del grupo de los silicatos y se trata de una arcilla de la familia de las esmectitas. Se caracteriza por una composición química inconstante. Es soluble en ácidos y se expande con el contacto con el agua.

8 ACCIONES DE LA CAL SOBRE EL SUELO -GEOTÉCNICAS CORTO PLAZO LARGO PLAZO (+6 MESES) - FISICOQUÍMICAS CORTO PLAZO LARGO PLAZO (+6 MESES)

9 ACCIONES GEOTÉCNICAS DE LA CAL SOBRE EL SUELO CORTO PLAZO -Secado del suelo. El 1% de cal aportada puede reducir la humedad del suelo en 3-4%. -Modificación granulométrica -Modificación de la plasticidad TRATAMIENTO CON CAL EN LAS PROXIMIDADES DE LA VEGA DE ANTEQUERA EFECTOS DE LA MODIFICACIÓN -Modificación de la capacidad portante CBR -Estabilidad volumétrica. Estabilización de suelos cohesivos, suelos plásticos (IP 12), que tengas muchos finos (pase 0,063mm 15%).

10 << VENTAJAS TRATAMIENTO CON CAL Posibilidad de reutilización de los suelos disponibles en la traza, disminuyendo la necesidad de préstamos y vertederos. Disminuyen las afecciones medioambientales incidiendo especialmente en el transporte de materiales y en el tiempo de ejecución. Mejora en las condiciones de plasticidad del material. Aumenta su índice CBR y se reduce la capacidad de variación volumétrica del suelo (hinchamiento). Mayor fiabilidad y durabilidad ante el tráfico y la climatología, debido a su mayor capacidad resistente y a su menor susceptibilidad al agua. Las propiedades estructurales de las capas estabilizadas van incrementándose en el tiempo, a la vez que se vuelve insensible al agua y a los ciclos hielo-deshielo.

11 << VENTAJAS TRATAMIENTO CON CAL UTILIDAD EN CONSTRUCCIÓN DE LÍNEAS DE ALTA VELOCIDAD RIGIDEZ DE PARÁMETROS DE TRAZADO TERRAPLENES DE GRAN ALTURA. SOLICITACIONES A GRAN CARGA EN DIFERENTES FONDOS. MEJOR COMPORTAMIENTOS FONDOS CORTO, MEDIO Y LARGO PLAZO.

12 ACCIONES GEOTÉCNICAS DE LA CAL SOBRE EL SUELO CORTO PLAZO MODIFICACIÓN DE LA CAPACIDAD PORTANTE CBR CBR ENSAYO DE IDENTIFICACIÓN Y DOSIFICACIÓN CBR ENSAYO DE CONTROL

13 ACCIONES FISICOQUÍMICAS DE LA CAL SOBRE EL SUELO A LARGO PLAZO -Productos de cementación por reacciones puzolánicas -ESTABILIZACIÓN

14 ACCIONES GEOTÉCNICAS DE LA CAL SOBRE EL SUELO LARGO PLAZO EFECTOS DE LA ESTABILIZACIÓN -Incremento de la resistencia a compresión -Disminución de la permeabilidad -Aumento de la resistencia a ciclos de hielodeshielo

15 DEFINICIÓN DEL TRATAMIENTO. FÓRMULA DE TRABAJO Se determinó en laboratorio, ensayando muestras tomadas en la obra, y adicionándole varias cantidades de cal, analizando el comportamiento de cada una de ellas. Un resumen de los resultados que se obtuvieron son los siguientes:

16 DEFINICIÓN DEL TRATAMIENTO. FÓRMULA DE TRABAJO Se llegó a la conclusión de que con una ESTABILIZACIÓN AL 2,5% DE CAL, se obtenían resultados satisfactorios en prácticamente todos los casos. En efecto, se aprecia una disminución del hinchamiento presente en las muestras sin estabilizar, y un aumento espectacular del CBR.

17 DEFINICIÓN DEL TRATAMIENTO. TRAMO DE PRUEBAS. Posteriormente, se realizaron tramos de prueba con material estabilizado al 2% y al 3% de cal, para corroborar los resultados obtenidos en laboratorio, tomando muestras antes y después de haber ejecutado el tratamiento. Los resultados obtenidos fueron incluso mejores que los de laboratorio.

18 PUESTA EN OBRA. TRAMO DE PRUEBAS

19 EJECUCIÓN DE LAS OBRAS -MEZCLADO EN CENTRAL OPERACIONES PREVIAS PREPARACIÓN DE SUPERFICIE DISGREGACIÓN HUMECTACIÓN / DESECACIÓN -MEZCLADO IN SITU MEZCLA VIA SECA VIA HÚMEDA

20 EJECUCIÓN. PUESTA EN OBRA. ESCARIFICACIÓN/APORTACIÓN EN CAPAS PARA MEJORAR MEZCLA. EVITAR PRESENCIA GRANDES TERRONES CARACTERISTICOS EN TERRENOS ARCILLOSOS. RIEGOS MEDIANTE SISTEMA TRADICIONAL. EXTENDIDO CAL SEGÚN % PREVIAMENTE CALCULADO EN LABORATORIO. MEZCLADO. ESTABILIZADORAS. GRANDES RENDIMIENTOS. COMPACTACIÓN Y RASANTEO.

21 EJECUCIÓN. PUESTA EN OBRA.

22 APLICACIONES DEL TRATAMIENTO. TERRAPLENES. Los terraplenes se han ejecutado con diferentes tipos de secciones, dependiendo de la altura final. Se ha realizado entonces la técnica del "material encapsulado": TERRAPLENES CON ALTURA MENOR DE 5 METROS (HASTA COTA SUPERIOR DE CORONACIÓN): Capas de cimiento con material estabilizado al 2,5% de cal. Espaldones estabilizados con cal al 2,5 %, envolviendo al material sin tratar, con las siguientes características: material que tenga hasta un 2% de hinchamiento, siempre que el CBR sea mayor de 5. Este material se ha colocado con un exceso de 1-2 puntos en la humedad óptima, para evitar posibles problemas de cambios de volumen al desecarse. El espesor máximo de la zona de núcleo sin estabilizar es de 2,80 m. 2 Capas de refuerzo de material estabilizado en la base del terraplén y otras 2 debajo de la coronación.

23 APLICACIONES DEL TRATAMIENTO. TERRAPLENES. TERRAPLENES CON ALTURA MAYOR DE 5 METROS: Se intercalan 2 capas de refuerzo (0,60 m) estabilizadas al 2,5% intermedias, según va subiendo la altura del terraplén, y de manera que el espesor de la zona interior sin estabilizar entre capas de refuerzo sea siempre inferior a 2,80 metros. En nuestro caso sólo ha hecho falta la disposición de una capa intermedia, por la altura de los terraplenes, y siempre cuidando que el menor espesor de material sin estabilizar esté lo más arriba posible. También se planteó el material estabilizado al 3% para la capa de coronación.

24 EJECUCIÓN. PUESTA EN OBRA.

25 APLICACIONES DEL TRATAMIENTO. DESMONTES. El tratamiento con cal también se ha utilizado para los fondos de desmonte, estabilizando el metro último de excavación que queda debajo de la capa de forma, consiguiendo excelentes propiedades de capacidad portante y de impermeabilidad.

26 EJECUCIÓN. PUESTA EN OBRA.

27 EJECUCIÓN DE LAS OBRAS. PROBELMÁTICA. PÉRDIDA DE LA HUMEDAD DURANTE LA EJECUCIÓN. APORTE. DETERIORO POR TRÁFICO DE OBRA. CONTROL DE LAS CARACTERISTICAS Y EVOLUCIÓN DE LAS CAPAS. AUSENCIA DE SULFATOS SOLUBLES. CRISTALES DE YESO. ETRINGITA!!!.

28 EJECUCIÓN DE LAS OBRAS. PROBELMÁTICA. AUSENCIA DE SULFATOS SOLUBLES. CRISTALES DE YESO. Zona 3 Zona 1 Zona 2 Zona 6 Zona 4 Zona 5

29 EJECUCIÓN DE LAS OBRAS. PROBELMÁTICA. AUSENCIA DE SULFATOS SOLUBLES. CRISTALES DE YESO.

30 JORNADA TÉCNICA ESTABILIZACIÓN DE TERRENOS CON CAL