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ESTABILIZACIÓN DE SUELOS

La estabilización es el proceso mediante el cuál puede mejorase las

condiciones de un suelo, tales como:

Ø Aumento de resistencia y capacidad de carga

Ø Reducción de plasticidad

Ø Aumento de la densidad

Ø Reducción de la sensitividad al agua

Ø Reducción de cambios volumétricos en el ciclo secado-

humedecimiento

MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE SUELOS

Ø Estabilización mecánica

Ø Estabilización con cal

Ø Estabilización con cemento

Ø Estabilización con asfalto

Ø Estabilización química

TIPO DE SUELO O M INERAL ESTABILIZACIÓN

Con materia orgánica Estabilización mecánica Arenoso Estabilización mecánica para granulometría

uniforme. Si son arenas limpias con cemento o asfalto.

Limoso con arcilla Estabilización por compactación Caolín Estabilización mecánica con arena, cemento

o cal Montmorillonita Estabilización con cal Illita Estabilización con cemento o cal

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ESTABILIZACIÓN MECÁNICA DE SUELOS POR MEZCLA

Es la combinación de uno o mas suelos, para dar origen a otro que cumpla

con las características indicadas en las especificaciones.

Las especificaciones están referidas a la granulometría y plasticidad que

debe reunir la mezcla y que los suelos individuales no cumplen.

MEZCLA DE DOS SUELOS – MÉTODO GRÁFICO

Se construyen un cuadrado en cuyos lados se ubican los porcentajes que

pasan correspondientes a cada malla en cada uno de los suelos que se

quiere mezclar. Cada malla queda representada por una recta que luego es

intersectada por el huso de especificaciones, hallando los posibles

porcentajes de cada suelo a intervenir en la mezcla.

MEZCLA DE TRES SUELOS –MÉTODO DEL TRIÁNGULO

Se grafica un triángulo equilátero, en cada uno de cuyos lados debe

ubicarse:

ü Porcentaje retenido en la mall N°4

ü Porcentaje que pasa la malla N°4 y retiene la malla N°200

ü Porcentaje que pasa la malla N°200

El huso de especificaciones queda expresado por un paralelogramo, cuyo

centro de gravedad intersectado con el triángulo representa la mezcla

óptima.

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MÉTODO GRÁFICO DEL CUADRADO

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ESTABILIZACIÓN CON CAL

Es empleada para estabilizar suelos finos, se le agrega al suelo en una

cantidad dada. Con esta estabilización se adquieren las siguientes mejoras:

- Reducción del límite líquido

- Reducción del índice de plasticidad

- Aumento del límite de contracción

- Reducción de cambios volumétricos

- Aumento de capacidad de soporte

v La cantidad usada para la estabilización de la mayoría de los suelos

varía entre 5 y 10%, el mejoramiento es debido a reacciones

químicas que producen intercambio catiónico y floculación-

aglomeración.

v Los cambios en las arcillas son mas rápidos en las montmorillonitas

que en los otros tipos de arcillas, hay una gran disminución en el

índice de plasticidad y aumento de la resistencia.

v La resistencia de un suelo estabilizado con cal puede verificarse con

pruebas de compresión simple, triaxial o CBR, en los cuales se

realizan las pruebas en el suelo natural y con porcentajes diferentes

de cal, ensayados a los 10, 30 y 60 días.

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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA LA ESTABILIZACIÓN

DE CAPAS DE PAVIMENTO CON CAL.

- Escarificación hasta la profundidad especificada

- Pulverización del suelo

- Extendido de la cal, en forma manual o con máquina

- Mezclado preliminar y regado

- Conformación y compactación ligera antes del curado. Se puede

utilizar mezcladoras rotatorias, camión cisterna y rodillos neumáticos

ligeros.

- Curado preliminar, puede requerir de 0 a 48 horas para que el agua y

la cal “rompan” los grumos de arcilla. El tiempo de curado queda a

criterio y experiencia del ingeniero responsable, en algunas arcillas

muy plásticas el tiempo puede extenderse hasta 7 días

- Mezclado final y pulverización, para reducir los grumos. Si es

necesario se agrega mas agua para dar a la mezcla la humedad

óptima de compactación

- Compactación, con el uso de equipos adecuados

- Curado final por 7 días para permitir el endurecimiento de la capa

antes de la colocación de la capa siguiente.

- Colocación de una superficie protectora.

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ESTABILIZACIÓN CON CEMENTO

Es una técnica muy común en muchos países para estabilizar subrasantes,

subbases ó bases.

Se usa mayormente para estabilizar suelos arcillosos aumentando su

resistencia y durabilidad, pero puede utilizarse en cualquier tipo de suelo.

Existen tres tipos de mezclas de suelo-cemento:

1. SUELO-CEMENTO COMPACTADO

Es una mezcla íntima de suelo, cemento y agua, los cuales al ser

compactados a una humedad óptima luego de la hidratación del cemento

produce un material duro, durable y de bajo costo.

2. SUELO MODIFICADO CON CEMENTO

Es una mezcla no endurecida o semiendurecida con pequeñas cantidades

de cemento en el orden de 2 y 3 % en peso que no son capaces de

producir acción cementante.

Se utiliza para bajar la plasticidad del suelo y aumentar su capacidad de

soporte. Se aplica en terraplenes, subrasantes, subbases y bases.

3. SUELO CEMENTO PLÁSTICO

Es un material endurecido formado por el curado de una mezcla íntima de

cemento, suelo y agua que tenga una consistencia de mortero en el

momento de su colocación. El producto obtenido tiene propiedades de

estabilidad y durabilidad similares al suelo-cemento ordinario pero requiere

contenido de cemento superiores en mas de 4% .

Se usa en revestimiento de canales, zanjas, revestimiento de taludes,etc.

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CARACTERÍSTICAS DE LA ESTABILIZACIÓN SUELO-CEMENTO

v Para que un suelo pueda endurecer con una cantidad razonable y

económica de cemento debe tener las siguientes propiedades:

ü 35% de finos menores de 0.002mm

ü 80% de material pasante el tamíz N°4

ü límite líquido menor de 50%

ü Índice de plasticidad menor de 25%

ü Bajo o ningún contenido de materia orgánica

v Los suelos finos del tipo A6 y A7, necesitan mayor porcentaje de

cemento en peso.

v Los suelos arenosos se estabilizan con cemento de manera mas fácil

y económica.

v Los suelos arcillosos presentan mayor dificultad en el proceso

constructivo de estabilización, pues se contraen y es difícil

pulverizarlos.

v Las arcilla sódicas y suelos orgánicos dan malos resultados y

producen bajas resistencias a la compresión.

v El cemento a utilizarse debe cumplir las mismas condiciones que

para el uso en concreto.

v El agua debe cumplir los requisitos para el uso en concreto.

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CEMENTO REQUERIDO POR VOLUMEN PARA LA ESTABILIZACIÓN

EFECTIVA DE VARIOS SUELOS

TIPO DE SUELO

AASHTO SUCS

(%) de cemento

en volumen

A-2 y A-3 GP, SP, y SW 6 – 10

A-4 y A-5 CL, ML y MH 8 –12

A-6 y A-7 CL, CH 10 - 14

Según Mitchell y Freitag (1959)

BIBLIOGRAFÍA

- Rico Rodriguez-Del Castillo “La Ingeniería de Suelos en las Vías de Terrestres”

- Braja M. Das “Principios de Ingeniería de Cimentaciones”

- Vivar Romero G. “Diseño y Construcción de Pavimentos”