ÍNDICE: Organizan: ANCADE Asociación Nacional de fabricantes de Cales y Derivados de España

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2 ÍNDICE: Organizan: ANCADE Asociación Nacional de fabricantes de Cales y Derivados de España ANTER Asociación Nacional Técnica de Estabilizados de suelos y Reciclado de Firmes

3 La estabilización de suelos con cal, en carreteras y líneas de alta velocidad ANCADE y ANTER SMOPYC Zaragoza, 24 de abril ESTABILIZACIÓN DE SUELOS CON CAL. EJEMPLOS DE OBRAS EJECUTADAS Miguel López-Bachiller Fernández ANTER

4 Índice: ESTABILIZACIÓN DE SUELOS CON CAL. EJEMPLOS DE OBRAS EJECUTADAS 1. INTRODUCCION 2. EJEMPLOS DE OBRAS EN LAS QUE SE QUERÍA SECAR LA PLATAFORMA 2.1. Urbanización Soto de Llanera (Asturias) 2.2. Autovía Burgos - León. Tramo Ledigos Carrión de los Condes 2.3. Secado de Lodos en Lorca 2.4. Aeropuerto de Madrid-Barajas. Nueva pista 15 y Plataforma del Edificio Satélite 2.5. AVE Madrid Valladolid. Tramo Valdestillas 3. EJEMPLOS DE OBRAS EN LAS QUE SE QUERÍA MEJORAR LA CALIDAD DEL SUELO EN TODO EL TERRAPLÉN 3.1 Autovía Burgos León, tramo Carrión de los Condes Osorno 3.2. M 45 en Madrid, tramo O Donnell N IV 3.3. Carreteras comarcales. Arjonilla 3.4. Caminos 3.5. Aparcamiento en el Parque de Ocio de San Martín de la Vega (Madrid) 3.6. Cárcel de Villena 3.7. Estabilizaciones mixtas 2

5 1. INTRODUCCION Los motivos por los que se ha empleado cal en las obras han sido fundamentalmente por una parte secar los terrenos para poder seguir trabajando en la obra y por otra parte, mejorar la calidad de los suelos, bien en los cimientos de terraplenes, en el terraplén completo o sólo en las capas de coronación. La cal empleada ha sido viva o apagada según las circunstancias de la obra y la forma de empleo, en polvo (vía seca) o en forma de lechada (vía húmeda). En la mayor parte de las obras se emplea cal viva por vía seca. En obras en las que el objeto del trabajo ha sido secar los terrenos, se emplea siempre cal viva. El empleo de cal viva no tiene ningún riesgo añadido respecto de los demás materiales empleados en construcción siempre y cuando se sigan unas mínimas normas de seguridad en su manejo y el personal encargado de estos trabajos esté suficientemente adiestrado. Aparentemente, para los no habituados al empleo de cal, ambas cales ofrecen el mismo aspecto: polvo blanco y muy fino. La diferencia en obra es fácilmente constatable: basta con echar un puñado de cal en una botella medio llena de agua. Si a los 5 o 10 minutos ha empezado a hervir, se trata de cal viva sin ninguna duda. 3

6 La mejora obtenida con la cal sobre los suelos es muy fácil verla: si en un recipiente con agua echamos un poco de suelo y lo agitamos todo, se puede ver cómo las partículas de arcilla quedan en suspensión durante mucho tiempo. Si a esa solución se le añade un poco de cal, las partículas de arcilla rápidamente precipitan, dejando otra vez el agua casi limpia. 2. EJEMPLOS DE OBRAS EN LAS QUE SE QUERÍA SECAR LA PLATAFORMA 2.1. Urbanización Soto de Llanera (Asturias) En Diciembre de se nos encargó el secado de la plataforma y mejora del suelo de dicha urbanización. El régimen de lluvias en la zona en esa época era de lluvia todos los días, si bien no de forma continuada. Se procedió al extendido de un 2 % de cal viva, mezclada justo a continuación y compactando las tierras sólo media hora después del mezclado con la cal. De esa manera se conseguía que la lluvia siguiente no empapara el terreno estabilizado con cal sino que escurriera por encima de él. Sobre esta capa se extendía una tongada de material procedente de alto horno con muy buena capacidad portante pero muy poroso, lo que en Asturias tiene como consecuencia encontrarse con la subbase empapada durante mucho 4

7 tiempo al año, y por lo tanto, en el caso de tener ésta baja capacidad portante, fallos en el firme Autovía Burgos - León. Tramo Ledigos Carrión de los Condes Los terraplenes de este tramo están construidos con unas zahorras de gran calidad en todo su espesor. El invierno del año fue especialmente húmedo en la zona por la que discurre la carretera. Pese a la gran calidad de las tierras la obra no podía terminarse ya que las lluvias prácticamente diarias impedían terminar los terraplenes y colocar el firme, tanto en el tronco de la obra como en los arcenes. Se decidió por tanto secar la parte superior de las tierras con un 1 ó un 2 % de cal viva en función de la cantidad de agua caída el día anterior. 5

8 El paquete de firme (Suelocemento + MBC) se terminó de colocar extendiendo las zahorras, el cemento en polvo y mezclando in situ, pese a tener la instalación fija de suelocemento a 1 km del centro de la obra. Este procedimiento permitió terminar la obra en el plazo contratado Secado de Lodos en Lorca Los lodos procedentes de la depuradora de aguas residuales de las fábricas de curtidos de Lorca son depositados en un vertedero construido expresamente para ello. Estos lodos contienen un 70 % de agua y son vertidos desde la parte alta de una de las esquinas de dicho depósito. Estos lodos son suficientemente fluidos como para no poder pisar encima de ellos pero no tanto como para que puedan ser manejados como el agua. Para poder seguir explotando el receptáculo fue necesario secar dichos lodos y extenderlos en capas de 15 cm compactadas. Esto se consiguió con un 15 % de cal viva. 6

9 2.4. Aeropuerto de Madrid-Barajas. Nueva pista 15 y Plataforma del Edificio Satélite El plazo de la obra no permite pararla en la época de lluvias, por lo que a partir del mes de Octubre fue necesario ir secando las tierras conforme se iban subiendo las capas, especialmente en las últimas, antes de la estabilización con cemento. Se secaron una o varias capas según la lluvia caída y la humedad del suelo, siempre en espesores de 40 cm y con porcentajes de cal entre el 1 y el 3 % según la humedad, el día y el programa de trabajos de la semana. Este procedimiento ha sido vital para no parar los equipos de aglomerado y por lo tanto poder entregar la obra en plazo. 7

10 2.5. AVE Madrid Valladolid. Tramo Valdestillas El secado de la capa superior de los terraplenes (arenas con algo de gruesos, con humedad superior a la óptima un 3 % en más de 1,0 m de profundidad) permitió colocar el subbalasto y por lo tanto finalizar la obra dentro del plazo previsto. 3. EJEMPLOS DE OBRAS EN LAS QUE SE QUERÍA MEJORAR LA CALIDAD DEL SUELO EN TODO EL TERRAPLÉN 3.1 Autovía Burgos León, tramo Carrión de los Condes Osorno Parte de esta autovía discurre por la Tierra de Campos atravesando zonas arcillosas de gran espesor. 8

11 Los cimientos de los terraplenes, especialmente en las zonas inundables en el caso de avenida fueron estabilizados con cal viva en una o dos capas de 30 cm de espesor según las zonas, con un 3 % de cal. Pese a las malas condiciones de trabajo por la lluvia en el invierno del 2.001, se trabajó sobre arcillas muy plásticas, pudiendo facilitar el acceso a la obra de los camiones y maquinaria del movimiento de tierras gracias al extendido de una fina capa de cal viva M 45 en Madrid, tramo O Donnell N IV Esta obra atraviesa una zona ocupada por sepiolitas, material que está clasificado como marginal. Era necesario por lo tanto enviar 1 Millón de m 3 de tierras a vertedero y traer el mismo volumen aproximadamente de préstamo. Estos volúmenes en los alrededores de Madrid, con el tráfico que habitualmente circula por la zona, lo que sin duda encarece el precio del transporte, hizo necesario estudiar otras alternativas, entre las que el estabilizado con cal se perfiló como la más barata. Se estabilizó todo el terraplén con dotaciones diferentes de cal apagada en cimiento, núcleo o espaldones del mismo. 9

12 3.3. Carreteras comarcales. Arjonilla En la provincia de Jaén empieza a ser habitual estabilizar si no todas las capas de los terraplenes con cal, al menos la capa de coronación de tierras. 10

13 Este es el caso de una obra para la Diputación de Jaén en el año Caminos El Aeropuerto del Prat en Barcelona está asentado sobre terrenos limoarcillosos con el nivel freático muy cercano a la superficie. Los caminos que bordean las pistas tienen un tráfico muy bajo, pero se deterioran con gran facilidad debido a la cercanía del agua. En Abril de se ejecutó el estabilizado de uno de esos caminos en un espesor de 40 cm con cal viva con objeto de observar su comportamiento Aparcamiento en el Parque de Ocio de San Martín de la Vega (Madrid) La zona del aparcamiento del Parque de Ocio de San Martín de la vega se asienta sobre terrenos arcillosos con gran cantidad de bolos de yesos. Con objeto de aislar los yesos de los efectos del agua se colocó sobre ellos una capa de arcillas muy impermeables y muy plásticas de la zona. Para evitar las deformaciones de estas arcillas se colocó encima de ellas otra capa de arcillas pero ésta se estabilizó con un 3 % de cal apagada. Esta obra se ejecutó en el mes de Diciembre de

14 Para independizar en lo posible el suministro de cal de las condiciones meteorológicas se colocaron en la obra tres silos horizontales capaces de almacenar unas 150 Toneladas de cal independientes uno del otro, dotados de un sistema neumático de descarga. Esto permitió trabajar incluso los días de ligera lluvia, pese a que los camiones de transporte de cal tuvieron algún problema en llegar hasta los silos y por lo tanto ejecutar el trabajo de estabilizado con un rendimiento uniforme. El estabilizado se terminó con un riego de curado de emulsión asfáltica Cárcel de Villena Antes de comenzar los trabajos para los edificios de la Cárcel de Villena se estabilizó toda la plataforma sobre la que se asientan en un espesor de 25 cm con cal apagada con objeto de facilitar los trabajos posteriores. Una vez mezclado el suelo con la cal se niveló con la ayuda de un láser, con lo que se consiguió un gran rendimiento en la ejecución Estabilizaciones mixtas A partir del año se comenzó a llevar a la práctica trabajos de estabilización mixta, primero con cal y luego con cemento, para aprovechar todas las tierras de la obra, incluso la coronación de la plataforma formando una plataforma de tipo E 3. 12

15 En la obra del desdoblamiento de la N II a la altura de Fornells de la Selva (Gerona) se estabilizaron todos los terraplenes con cal y la última tongada se estabilizó posteriormente con cemento, construyéndose así una capa de estabilización mixta. Los resultados de la placa de carga fueron excelentes. 13