unidad ii estabilizacion (i parte)

UNIDAD II Estabilización Prof. Diliaina Quintero UNIDAD II Estabilización Prof. Diliaina Quintero Lapso II-2011Lapso II-2011

CONTENIDO:I ESTABILIZACION• Generalidades• Definiciones• Tipos• Características• Proceso Constructivo

II GEOSINTETICOS• Generalidades • Definición• Tipos• Funciones

UNIDAD II UNIDAD II Estabilización de SuelosEstabilización de Suelos Prof. Diliaina Quintero Prof. Diliaina Quintero Lapso II-Lapso II-20112011


Casos que justifican una estabilización

* Suelo de subrasante desfavorable, o * Suelo de subrasante desfavorable, o muy arenoso o muy arcillosomuy arenoso o muy arcilloso

* Materiales para base o subbase en el * Materiales para base o subbase en el límite de especificaciones.límite de especificaciones.

* Condiciones de humedad * Condiciones de humedad desfavorables.desfavorables.

* En repavimentación, aprovechando los * En repavimentación, aprovechando los materiales existentes.materiales existentes.

Generalidades


Antes de comenzar a tratar un suelo debe analizarse, es decir,

se deben hacer los ensayos de:

• Gradación

• Límites de Atterberg

• Contenido de Humedad

• CBR


Factores que inciden en la selección deun proceso de estabilización

* Bajo costo* Bajo costo

* * ResistenciaResistencia

* * DurabilidadDurabilidad

2030

2010


Definición

““Proceso de mejoramiento del suelo a fin de Proceso de mejoramiento del suelo a fin de hacerlo apto para su uso en bases y sub - hacerlo apto para su uso en bases y sub -

bases de pavimento”bases de pavimento”

El proceso consiste en aumentar la densidad El proceso consiste en aumentar la densidad de un suelo, compactándolo mecánicamente.de un suelo, compactándolo mecánicamente.


Tipos de estabilización de los suelos

1.- Estabilización Físico - mecánica1.- Estabilización Físico - mecánica

2.- Estabilización Físico - química2.- Estabilización Físico - química

3.- Estabilización Térmica - 3.- Estabilización Térmica - eléctricaeléctrica

4.- Estabilización Electroquímica4.- Estabilización Electroquímica



I.- Estabilización Físico - mecánicaI.- Estabilización Físico - mecánica

Se logra mediante un cambio real o aparente en Se logra mediante un cambio real o aparente en la granulometría que consiste simplemente en el la granulometría que consiste simplemente en el mejoramiento de un suelo mediante la adición de mejoramiento de un suelo mediante la adición de

otro suelo proveniente de sitio seleccionado. otro suelo proveniente de sitio seleccionado.



II.- Estabilización Físico – QuímicaII.- Estabilización Físico – Química

a) a) Estabilización Estabilización Suelo - asfaltoSuelo - asfalto

b) b) Estabilización Estabilización

Suelo - Suelo - cementocemento

c) c) Estabilización Estabilización

Suelo - calSuelo - cal


ESTABILIZACIÓN FÍSICO – QUÍMICA

0 302520151O0

5 40 4535

5

0

1O0

15

20

25

30

EL TIPO Y LA CANTIDAD DE ESTABILIZANTE DEBE SER DETERMINADA MEDIANTEENSAYOS

CALHIDRATADA[Co (OH)2]

CEMENTO PORTLAND

PROBABLE USO SINESTABILIZANTE

(AASHO M147 – 57)

A – 1 – a A – 1 – b

CEMENTO PORTLAND

CEMENTOPORTLAND

A-2-7 A-7A-2-6 A-6A-2-5 A-5A-2-4 A-4

A – 1CEMENTO O

ASFALTO LIQUIDO

ASFALTO(CR)

ASFALTO(MC)

Porcentaje de Suelo que pasa el Nº 200

Nº



II.- Estabilización Físico - II.- Estabilización Físico - QuímicaQuímica

a) Estabilización Suelo - a) Estabilización Suelo - asfaltoasfalto

Su uso está limitado a suelos granulares o de partículas Su uso está limitado a suelos granulares o de partículas gruesas. gruesas.

Tiene los fines:Tiene los fines:

1.- Reducir la absorción de agua del material.1.- Reducir la absorción de agua del material.

2.- Incrementar la resistencia de un material .2.- Incrementar la resistencia de un material .

Dosificación Dosificación entre 2 y entre 2 y 10% en 10% en peso peso


a) Estabilización Suelo - asfalto

Fórmula para la determinación del Fórmula para la determinación del asfalto:asfalto:

P = 0.015 A + 0.02 B + 0.03 C + 0.09 DDonde P = % de asfalto. A = % de material retenido en el tamiz Nº 10B = % de material que pasa el tamiz Nº 10 y se retiene en el Nº 40C = % de material que pasa el tamiz Nº 40 y es retenido en el Nº 200D = % de material que pasa el tamiz Nº 200


Criterios de aceptabilidad

La norma COVENIN (2000-86), establece los siguientes requisitos para las mezclas de suelo – asfalto:Estabilidad al aire= 1.000 libras Mínimo.Estabilidad al agua= 400 libras Mínimo.Hinchamiento= 5% Máximo.Absorción= 8% Máximo



II.- Estabilización Físico - II.- Estabilización Físico - QuímicaQuímica

b) Estabilización Suelo - b) Estabilización Suelo - CementoCemento

Al mezclar un suelo con cemento se produce un nuevo material Al mezclar un suelo con cemento se produce un nuevo material duro, con mejores características que el usado como agregado. duro, con mejores características que el usado como agregado.

Se obtiene un material de mayor resistencia.Se obtiene un material de mayor resistencia.

Esta estabilización es menos sensible a la humedad que la de Esta estabilización es menos sensible a la humedad que la de suelo-asfaltosuelo-asfalto

Puede usarse todos los suelos para efectuarla, excepto los Puede usarse todos los suelos para efectuarla, excepto los altamente orgánicos, aunque los mas convenientes son los altamente orgánicos, aunque los mas convenientes son los

granulares, de fácil disgregado.granulares, de fácil disgregado.


Estabilización Suelo - Cemento

Proceso Constructivo de la Estabilización Suelo-Proceso Constructivo de la Estabilización Suelo-CementoCemento

1 Pulverizado o 1 Pulverizado o desmenuzado del desmenuzado del

suelosuelo

2 Mezclado del cemento – suelo , y2 Mezclado del cemento – suelo , y

luego se le añade el agua luego se le añade el agua s/dosificacións/dosificación

3 Extendido y 3 Extendido y compactacióncompactación

4 Curado4 Curado


RREEQQUUII SSII TTOOSS DDEE LLAA NNOORRMMAA VVEENNEEZZOOLLAANNAA ((CCOOVVEENNII NN

22000000--8866)) PPAARRAA LLOOSS RREEQQUUII SSII TTOOSS MMII NNII MMOOSS QQUUEE

DDEEBBEENN CCUUMMPPLLII RR LLOOSS SSUUEELLOOSS AA SSEERR EESSTTAABBII LLII ZZAADDOO

CCOONN CCEEMMEENNTTOO::

CONDI CI ONES TAMAÑO DEL TAMI Z % MENOR QUE

GRANULOMETRI A

3” (75.4 mm)

Nº 4 (4.76 mm)

Nº 40 (0.476 mm)

Nº 200 (0.074 mm)

0.05 mm (arcilla)

100

50 – 100

15 – 100

< 50%

< 35%

PLASTI CI DAD Límite Líquido

Límite Plástico

< 40%

< 18%

CALI DAD DEL

MATERI AL

Materia Orgánica

Sulfatos

Tamaño Máximo

< 5%

< 9.5%

7.50 cm y en ningún

caso mayor que 2/3 el

espesor de la capa

compactada.


ESTIMACI ON DE LOS PORCENTAJ E DE CEMENTO

PROBABLES EN FUNCI ON DEL TI PO DE SUELO A SER

ESTABI LIZADO:

CLASI FI CACI ON

% CEMENTO

PROBABLE EN

VOLUMEN.

% CEMENTO

PROBABLE EN

PESO.

% CEMENTO

ESTI MADO EN

COMPACTACI ON

EN PESO.

A1-a

A1-b

A-2

A-3

A-4

A-5

A-6

A-7

5 – 7

7 – 9

7 – 10

8 – 12

8 – 12

8 – 12

10 – 14

10 - 14

3 – 5

5 – 8

5 – 9

7 – 11

7 – 12

8 – 13

9 – 15

10 - 16

5

6

7

9

10

10

12

13



2.- Estabilización Físico - 2.- Estabilización Físico - QuímicaQuímica

c) Estabilización Suelo - Calc) Estabilización Suelo - Cal

Su uso está limitado a suelos que contengan Su uso está limitado a suelos que contengan minerales arcillosos, con los cuales hacer la “acción minerales arcillosos, con los cuales hacer la “acción

puzolánica” que lentamente va cementando las puzolánica” que lentamente va cementando las partículas del suelo. Se utiliza en casos que no se partículas del suelo. Se utiliza en casos que no se

necesite pronta resistencianecesite pronta resistenciaEste aglomerante es muy adecuado para bajar la Este aglomerante es muy adecuado para bajar la

plasticidad de los suelos arcillosos para contrarrestar plasticidad de los suelos arcillosos para contrarrestar el alto contenido de humedad en terracerías o en el alto contenido de humedad en terracerías o en bases y subbases, siempre que éstas no sean muy bases y subbases, siempre que éstas no sean muy

arenosas.arenosas.

Dosificación Dosificación entre 2 y 8 entre 2 y 8 % en peso % en peso


3.- Estabilización Térmica - 3.- Estabilización Térmica - EléctricaEléctrica

Se han realizado trabajos en los Estados Unidos para estudiar los tratamientos térmicos para arcillas expansivas. Calentando las arcillas aproximadamente a 200 ºC puede reducir significativamente el potencial de variación de volumen. Este método no han sido desarrollados por ser pocos económicos.

Éstas no precisan la adición de productos, sino que simplemente se hacen por medio de tratamientos térmicos, eléctricos, etc.



El aceite sulfonado es un producto derivado de la fracción naftaleno del petróleo, sulfonado; ácido de acción moderada que tiene fuertes material corrosivos en materiales orgánicos muertos y suaves en los vivos.

Es un líquido espeso de color negro con una gravedad específica de 1.15, el PH es alrededor de 1.25; su viscosidad es ligeramente menor a la del agua y de alta conductividad en soluciones acuosas, soluble en agua, a la cual se ioniza con extrema rapidez.



El aceite sulfonado ioniza el agua de compactación la cual intercambia vigorosamente sus cargas eléctricas con las partículas del suelo, haciendo que el agua pelicular se desprenda convirtiéndose en agua libre, y las partículas se aglomeran por atracción electroquímica y precipitan sellando así la estructura porosa capilar del suelo, aumentando su densidad, resistencia y capacidad portante.



EFECTOS Y CONSECUENCIAS:•Reduce la porosidad y capilaridad al mínimo.•Elimina masas saturadas (bombas).•Aumenta la densidad y la capacidad portante.•Disminuye la energía y el tiempo de compactación.•Reduce el espesor de la sub-base, base y carpeta asfáltica.•Disminuye el mantenimiento.


4.- Estabilización Electroquímica

El aceite sulfonado trabaja en suelos con clasificación de A-4 hasta A-7 (suelos limosos – suelos arcillosos). En mezclas de grava y finos que contengan, en volumen por lo menos 20 % del material fino que pasa el tamiz N° 200 y en mezclas de arena y finos. No trabaja en suelos de pura arena o de materiales granulares lavados.

ACEITE SULFONADO



PARA CARRETERAS DE BAJA FRECUENCIA DE TRÁNSITO PUEDEN SEGUIRSE LAS SIGUIENTES INDICACIONES: Inyección. Terraplenes Construidos Terraplenes en construcciónRiego Superficial



4.1.-INYECCION: Se realiza para incrementar la capacidad portante del terraplén hasta un metro de profundidad, reducir su capilaridad, destruir los materiales orgánicos que puedan estar en la masa de suelo y eliminar bombas, mediante el drenaje que produce el agua pelicular y la saturación. El rápido drenaje de las aguas desplazadas por la acción electroquímica, se logra por las perforaciones en el terraplén, que actúan como ductos de ventilación.



4.1.1.- TERRAPLENES CONSTRUIDOS: Para carreteras se perforan cada 4 metros, en tres bolillos, a ambos lados del eje de la vía. Para áreas extensas que están confinadas deberán colocarse sub-drenes para permitir la salida del agua que se desprende de la masa de finos por efecto de la inyección. Las perforaciones se hacen de 15 centímetros (6”) de diámetro y 80 centímetros (30”) de profundidad. Para eliminar bombas en las carreteras, las perforaciones se harán cada 2 metros en 3 ejes, a ambos lados y en el centro de la vía; en áreas extensas la retícula se hará de 2 metros.

DOSIS: 0.1 litro de aceite sulfonado por inyección.

DILUCION: 1 litro de aceite sulfonado en 300 litros de agua.



4.1.2.-TERRAPLENES EN CONSTRUCCIÓN: En terraplenes que se vayan a construir puede sustituirse la inyección por el riego de las primeras capas del mismo, lo cual será más eficiente que la propia inyección, para ello se colocará el químico como aditivo del agua de compactación. Como consecuencia de la reacción electroquímica debida al aceite sulfonado, ocurrirá un ahorro en la energía de compactación total y los resultados esperados se lograran más rápido.

DOSIS: 0.015 litros de aceite sulfonado por M2 de superficie de cada capa de 30 centímetros. (Aplicar a las capas en – 60 cms y – 30 cms.).

DILUCION: 1 litro de aceite sulfonado en 400 litros de agua.



4.2.- RIEGO SUPERFICIAL: Se aplica en la ultima capa del terraplén, 4.2.- RIEGO SUPERFICIAL: Se aplica en la ultima capa del terraplén, construido o en construcción, para estabilizar hasta un espesor de 30 construido o en construcción, para estabilizar hasta un espesor de 30

centímetros.centímetros.

DOSIS: 0.03 litros de aceite sulfonado por M2.DOSIS: 0.03 litros de aceite sulfonado por M2.

DILUCION: La dilución del producto en agua depende del grado de DILUCION: La dilución del producto en agua depende del grado de

humedad del suelo en relación a su humedad óptimahumedad del suelo en relación a su humedad óptima. .



http://www.rentauningeniero.com/wp-content/uploads/2009/02/estabilizacion-de-suelos-15.jpg

unidad ii estabilizacion (i parte)

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