Seminario Rellenos ESTABILIZACION DE SUELOS

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José Antonio Ayala Figueroa
hace 7 años
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1 SESION 05 Seminario Rellenos ESTABILIZACION DE SUELOS -REFERENCIA PRINCIPAL: -Soil stabilization for pavements - US ARMY UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Bucaramanga - Colombia

2 ESTABILIZACION DE SUELOS - SUELO-CEMENTO - SUELO-CAL - SUELO CENIZAS-CAL-CEMENTO - SUELO-ACEITES DE PETROLEO - SUELO- ASFALTO - SUELO- RESINAS NATURALES - SUELO-POLIMEROS

OBJETIVOS DE LA ESTABILIZACION CONTROLAR EXPANSION REDUCIR LA PLASTICIDAD (IP) INCREMENTAR LA RSISTENCIA DISMINUIR LA COMPRESIBILIDAD DISMINUIR

3 OBJETIVOS DE LA ESTABILIZACION CONTROLAR EXPANSION REDUCIR LA PLASTICIDAD (IP) INCREMENTAR LA RSISTENCIA DISMINUIR LA COMPRESIBILIDAD DISMINUIR LA PERMEABILIDAD DISMINUIR LA EROSIONABILIDAD RESUMEN : Mejorar la calidad del suelo Obtener un material que sea eficiente para el uso propuesto

4 ADITIVOS UTILIZADOS PARA LA ESTABILIZACION DE SUELOS CEMENTO CAL CENIZAS ASFALTO

5 SUELOS ESTABILIZABLES CON CEMENTO - SUELOS GRANULARES CON ALGO DE FINOS CON CAL - SUELOS ARCILLOSOS CENIZAS + CAL - SUELOS GRANULARES ASFALTO - GRANULARES, ARENOSOS Y LIMOSOS

6 GRAFICO PARA SELECCION DEL ADITIVO

7 1A SUELOS: SW O SP ADITIVO RECOMENDADO 1. ASFALTO 2. CEMENTO PORTLAND 3. CENIZAS + CAL + CEMENTO RESTRICCION: IP NO DEBE SER MAYOR DE 25

1B SUELOS: SW-SM SP-SM SW-SC SP-SC ADITIVOS: 1. ASFALTO IP 10 2.

8 1B SUELOS: SW-SM SP-SM SW-SC SP-SC ADITIVOS: 1. ASFALTO IP CEMENTO PORTLANT IP CAL IP CENIZA + CAL + CEMENTO IP 25

9 1C SUELOS: SM SC SM-SC ADITIVOS: 1. ASFALTO IP 10 NO MAS DEL 30% DE FINOS 2. CEMENTO PORTLANT IP % PASA CENIZA + CAL + CEMENTO IP 25

10 2A SUELOS GW GP ADITIVOS 1. ASFALTO 2. CEMENTO (MAS DE 45% DE PASANTES TAMIZ 4) 3. CENIZAS + CAL + CEMENTO

11 2B SUELOS GW-GM GP-GM GW-GC GP-GC ADITIVOS 1. ASFALTO IP CEMENTO IP CENIZAS + CAL + CEMENTO IP 25

2C SUELOS GM GC GM-GC ADITIVOS 1. ASFALTO IP 10 2.

12 2C SUELOS GM GC GM-GC ADITIVOS 1. ASFALTO IP CEMENTO PORTLANT IP % PASA CAL IP CENIZAS + CAL + CEMENTO IP 25

13 3 SUELOS CH CL MH OH OL ML-C ADITIVOS 1. CEMENTO IP 40 LL < CAL IP 12

14 RESISTENCIA A LA COMPRESION INCONFINADA MINIMA PARA SUELOS ESTABILIZADOS BASE USO SUBBASE O SUBRASANTE MEJORADA PAVIMENTO FLEXIBLE 750 PSI 50 Kg/cm2 250 PSI 17.5 Kg/cm2 PAVIMENTO RIGIDO 500 PSI 35 kg/cm2 200 PSI 14 Kg/cm2

15 TIPO DE CEMENTO COMUNMENTE SE USA CEMENTO PORTLAND CEMENTOS CON CALCIO EXTRA O CEMENTOS RAPIDOS, SE UTILIZAN PARA SUELOS ORGANICOS RARA VEZ SE UTILIZAN CEMENTOS RESISTENTES A LOS SULFATOS

16 UTILIZACION DEL SUELO CEMENTO REEMPLAZAR BASES Y SUBBASES MEJORAR SUBRASANTE OBRAS PARA EL CONTROL DE EROSION

17 SUELOS ESTABILIZABLES CON CEMENTO MEJOR EN SUELOS GRUESOS NO UTILIZAR EN SUELOS MUY ORGANICOS NO ES EFICIENTE EN ARCILLAS MUY PLASTICAS IDEAL PARA SUELOS CON 5 A 3.5% DE FINOS

18 ELEMENTOS INDESEABLES EN LA ESTABILIZACION CON CEMENTO PORTLAND MATERIA ORGANICA SULFATOS

19 LAS PARTICULAS DE CEMENTO SON MAS PEQUEÑAS QUE LAS DE UN SUELO GRUESO. EL CEMENTO SE ADHIERE Y ENVUELVE LAS PARTICULAS Y LA PASTA LOS CEMENTA EN SUS PUNTOS DE CONTACTO.

20 LAS PARTICULAS DE SUELOS FINOS SON MAS PEQUEÑAS QUE LAS DEL CEMENTO Y NO ES POSIBLE CUBRIRLAS. EN LOS SUELOS ARCILLOSOS LA CEMENTACION SE PRODUCE EN GRUMOS DE PARTICULAS LOS CUALES FORMAN UN ESQUELETO.

21 SIN EMBARGO, LOS SUELOS ARCILLOSOS PUEDEN REACCIONAR CON LA CAL LIBRE DEL CEMENTO FORMANDO SILICATO DE CALCIO

22 LOS SUELOS ARCILLOSOS CON LL > 45% IP > 18% NO SON ESTABILIZABLES CON CEMENTO (CROFT 1968) SIN EMBARGO UN SUELO PLASTICO MEZCLADO CON CEMENTO ES MAS TRABAJABLE

23 PARA QUE UNA MEZCLA DE SUELO-CEMENTO SEA EFECTIVA SE REQUIERE UN MUY BUEN PROCESO DE MEZCLADO: SISTEMAS DE MEZCLADO: PRE-MEZCLADO MEZCLADO IN SITU

24 LA COMPACTACION DEBE COMPLETARSE ANTES DE QUE FRAGUE EL CEMENTO APROX. 2 HORAS

25 PROPORCION CEMENTO-SUELO % - GENERALMENTE 3% A 16% PROPORCION S-C 30:1 A 6:1 AL AUMENTAR EL % DE ARCILLA EN EL SUELO AUMENTA EL % DE CEMENTO REQUERIDO LOS % Y PROPORCIONES SON EN PESO

26 LA RESISTENCIA DEL SUELO-CEMENTO TIENDE A AUMENTAR LINEALMENTE AL AUMENTAR EL % DE CEMENTO

27 A MAYOR TEMPERATURA MEJOR EFECTO DEL CEMENTO

28 PARA EL DISEÑO DE SUELO-CEMENTO SE UTILIZA EL ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE COMPACTANDO CON EL SISTEMA HARVARD MINIATURA

29 GRADACION REQUERIDA DEL SUELO TAMIZ 1 ½ 3/4 No. 4 No. 40 No. 200 BASE SUBBASE

30 % CEMENTO ESTIMADO SUELO % CEMENTO EN PESO GW, SW GP, GW, GC, GM-GM GM,, SW-SC, SC, SW- SM GC, GM, GP-GC, GC, GP-GM, GM, GM-GC, GC, SC, SM, SP-SC, SC, SP-SM, SM, SM-SC, SC, SP CL, ML, MH CH

31 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO (ESTABILIZACION CON CEMENTO) 1. CLASIFIQUE EL SUELO Y DETERMINE EL % DE CEMEENTO ESTIMADO. 2. CON EL % DE CEMENTO ESTIMADO DETERMINE LA HUMEDAD OPTIMA Y DENSIDAD MAXIMA. 3. PREPARE 3 MUESTRAS PARA COMPRESIÓN SIMPLE CON EL % DE CEMENTO ESTIMADO Y ± 2%. CURELOS 7 DIAS Y ENSAYELOS. 4. CHEQUEE SIN CUMPLE LOS MINIMOS EXIGIDOS DE RESISTENCIA. 5. ENSAYE CON MAS CEMENTO SI SE REQUIERE MAS RESISTENCIA.

32 ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE DE LAS MUESTRAS ESTABILIZADAS COMPACTADAS

33 RELLENO FLUIDO SON MEZCLAS HUMEDAS DE SUELO - CEMENTO EQUIVALEN A MORTEROS POBRES

34 PARA OBTENER RESISTENCIAS COMPARABLES EL RELLENO FLUIDO REQUIERE DE MAYORES PORCENTAJES DE CEMENTO DEBIDO A QUE LA MEZCLA REQUIERE APROXIMADAMENTE UN 30% DE AGUA

35 ESTABILIZACION CON CAL DIFERENCIAR ENTRE: CAL AGRICOLA: Ca CO3 CAL VIVA: Ca O CAL HIDRATADA: Ca (OH) 2

36 USO PRINCIPAL DEL SUELO CAL ESTABILIZACION DE SUBRASANTES

37 LA CAL REACCIONA CON LA ARCILLA FORMANDO SILICATO DE CALCIO. LA REACCION SOLO OCURRE EN PRESENCIA DEL AGUA.

38 EN OCASIONES ADICIONALMENTE A LA CAL SE REQUIERE ADICIONAR CENIZAS U OTROS PRODUCTOS POZOLANICOS

39 AL ADICIONAR LA CAL: BAJA EL LL AUMENTA EL LP LUEGO DISMINUYE EL IP

40 LA ESTABILIZACION CON CAL AL IGUAL QUE LA ESTABILIZACION CON CEMENTO NO ES EFECTIVA EN SUELOS ORGANICOS

41 LA COMPACTACION DEBE HACERSE EN LAS 24 HORAS DEL MEZCLADO. (EN EL SUELO CEMENTO ES DE 2 HORAS)

42 LA CANTIDAD DE CAL NECESARIA DEPENDE DEL CONTENIDO DE ARCILLA. REGLA UTIL: 1% DE CAL POR 10% DE ARCILLA

43 % DE CAL ESTIMADO

44 PASO 1 DETERMINAR EL % DE CAL PREPARAR MEZCLAS CON EL 2, 4, 6 Y 8% DE CAL Y DETERMINE EL PH EL % DE CEMENTO POR PH DE 12.4 ES EL % DE CAL ESTIMADO.

45 DETERMINAR EL % DE CAL ELABORE MUESTRAS PARA COMPRESIÓN SIMPLE PARA EL CONTENIDO DE CAL ESTIMADO Y + 2% Y 4% Y 2%. ENSAYE LAS MUESTRAS Y DETERMINE EL % OPTIMO.

46 ESTABILIZACION CON CENIZAS, CAL Y CEMENTO LAS CENIZAS SON EL RESIDUO MINERAL DE LA COMBUSTION DEL CARBON. LAS CENIZAS CONTIENEN COMPUESTOS DE SILICA Y ALUMINIO, LOS CUALES MEZCLADOS CON CAL Y AGUA FORMAN UNA MASA CEMENTADA. LA IDEA ES QUE ESA MEZCLA LLENE LOS VACIOS DEL SUELO GRANULAR.

47 DISEÑO O DE ESTABILIZACION CON CENIZAS DETERMINE EL CONTENIDO OPTIMO DE FINOS QUE PRODUCE LA MAXIMA DENSIDAD REVUELTA CON EL SUELO. EN ESTA ETAPA SE RECOMIENDA UTILIZAR INICIALMENTE UN CONTENIDO DE CENIZAS DEL 10%. SE RECOMIENDA ENSAYAR MUESTRAS CON CONTENIDOS DE CENIZA ENTRE EL 10 Y EL 20%.

48 DISEÑO O DE ESTABILIZACION CON CENIZAS DETERMINE LA RELACION CAL-CENIZAS QUE DE LA MAXIMA RESISTENCIA. SE RECOMIENDA ENSAYAR RELACIONES 1:3, 1:4 Y 1:5. SE ELABORAN MUESTRAS PARA ENSAYAR A PRESION INCONFINADA CON LAS DIFERENTES RELACIONES. LA QUE OBTENGA LA MAXIMA RESISTENCIA ES LA MEZCLA OPTIMA.

49 ESTABILIZACION CON ASFALTO EL MECANISMO BASICO DE LA ESTABILIZACION CON ASFALTO ES LA IMPERMEABILIZACION DEL SUELO TENIENDO EN CUENTA QUE EL ASFALTO RELLENA LOS VACIOS. ADICIONALMENTE SE LOGRA UN AUMENTO EN RESISTENCIA POR ADHESION ENTRE EL ASFALTO Y LAS PARTICULAS DE SUELO. SE PUEDEN UTILIZAR VARIOS TIPOS DE ASFALTOS Y EMULSIONES. ENTRE MAYOR SEA LA CANTIDAD DE FINOS SE REQUIERE UNA MAYOR CANTIDAD DE ASFALTO.

50 ESTABILIZACION CON PRODUCTOS QUIMICOS POLIMEROS Y OTROS PRODUCTOS QUIMICOS POLIMEROS Y OTROS PRODUCTOS QUIMICOS

51 ESTABILIZACION CON PRODUCTOS QUIMICOS CONTROLANDO EL POLVO FUGITIVO

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