Clase 1. Mejoramiento de Suelos

UNIVESIDAD FIDELITAS CURSO: MECÁNICA DE SUELOS ll Prof: Ing. Luis Diego Gamboa M.

MEJORAMIENTO DE SUELOS 1. 1.1 1.2 1.3 1.4

2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9

Generalidades Tipos de suelos Objetivos del mejoramiento Cómo mejorar el suelo Tipos de mejoramiento

Compactación Qué es compactación? Objetivos principales de la compactación en laboratorio. Objetivos principales de la compactación en campo. Variables que afectan la compactación. La curva de compactación. El ensayo próctor. Procesos de compactación de campo. Ideas útiles en la ejecución de la compactación Problemas especiales de la compactación en el campo

MEJORAMIENTO DE SUELOS • Tipos de suelos en los que se aplican los métodos de mejoramiento  – 1. Suelos suaves compresibles  – 2. Suelos granulares

MEJORAMIENTO DE SUELOS • Objetivos principales en suelos suaves compresibles:  – Aumentar la resistencia al corte (τ)  – Disminuir compresibilidad  – Producir compresibilidad • Objetivos principales en suelos granulares:  – Reducir el riesgo de licuación en arenas y limos NP  – Mejorar las cimentaciones de estructuras y rellenos en depósitos sueltos.

MEJORAMIENTO DE SUELOS • Cómo mejorar los terrenos ?

 – Aumento de Energía (↑E)  – Aumento de peso unitario seco (↑γd)  – Disminución de permeabilidad ( ↓k)

MEJORAMIENTO DE SUELOS • Existen 2 tipos de mejoramiento de suelos en general:  – 1. Superficiales (Compactación) • Arcillosos ⇒ Percusión, pata de cabra, rodillos etc. • Granulares ⇒Vibración

 – 2. Profundos (Depende si es compresible o granular )

MEJORAMIENTO DE SUELOS  A PROFUNDIDAD  – 1. Precarga • Sin drenes • Con drenes

 – 2. Uso de elementos en compresión • Columnas de grava • Columnas de cal • Pilotes de alivio

 – 3. Uso de elementos en tensión • Tensores (soil nailing) • Uso de geofábrica • Tierra armada

 – 4. Otros • • • • • •

Remoción de material Rellenos de sustitución Congelamiento Estabilidad térmica Estabilidad Iónica Estabilidad Química

MEJORAMIENTO DE SUELOS SUPERFICIALES

COMPACTACIÓN

• La compactación es una reducción del volumen de vacíos, eliminando los vacíos llenos de aire • Existen dos aspectos importantes en los métodos de compactación superficial  – 1. Campo  – 2. Laboratorio

• Método superficial (Compactación en laboratorio) • Se utiliza en suelos arcillosos y granulares y/o mezclas.  – Objetivos principales en el laboratorio: • Especificar el tipo y condiciones de compactación de campo  – Determinar las prop. Mecánicas deseadas.

• Controlar la calidad de la compactación de campo  – Grado de compactación.  – Intervalo de contenido de agua.

• Método superficial (Compactación en campo) • Se utiliza en suelos arcillosos y granulares y/o mezclas.  – Objetivos principales en el campo : • • • • • • • • •

Disminuir vacíos (↓e) Aumentar la resistencia del esfuerzo cortante Mejorar el comportamiento esfuerzo vs deformación Reducir la permeabilidad (k) Lograr estabilidad volumétrica Homogeneidad Mejorar condición de resistividad y compresibilidad (Cc) Aumentar peso unitario seco (↑γd) Aumentar resistencia del suelo (qu)

•

Variables que afectan el proceso de compactación de los suelos. • • • • • • • • •

La naturaleza del suelo. El método de compactación. La energía específica. El contenido de agua del suelo. El sentido en que se corra la escala de humedad al efectuar la compactación. El contenido de agua original del suelo. La recompactación. La temperatura. Otras Variables.

MEJORAMIENTO DE SUELOS SUPERFICIALES • Método superficial  (Compactación)

•

El ensayo de próctor  está asociado a la energía por medio de las curvas próctor. ⇒

• Se basa en la energía específica:

 E  =

W  ⋅ H  ⋅  N  V 

E: Energía W: Peso del mazo H: Altura de caída N: Número de golpes V: Volumen

MEJORAMIENTO DE SUELOS SUPERFICIALES • Método superficial  (Compactación) γ  d  =

• El porcentaje de compactación es la relación entre el peso volumétrico en campo, y el peso volumétrico seco máximo (Laboratorio). • Próctor:  – Estándar (E=5 kg cm/cm3)  – Modificado (E=27 kg cm/cm3)

γ  d  =

γ  m

1+ w

Gs ⋅ γ  w 1+ e

% S  =

si w = 0

w ⋅ Gs e

→ γ  d  = Gs ⋅ γ  w

MEJORAMIENTO DE SUELOS SUPERFICIALES • Método superficial (Compactación) • Al ser el suelo compactado con cierta humedad→Cambia la estructura. • Después del %Wopt, si,↑%w ⇒ ↓γmax. Esto por ser el agua incompresible. • En el valor de γmax se puede conocer %S y e, y se tiene una idea de los problemas al compactar.

•

Algunos problemas especiales en la compactación de campo. • Compactación de zonas débiles, inaccesibles para los equipos convencionales. • Zonas cercanas a puentes, alcantarillas y muros de retención. • Compactación en los bordes de los terraplenes. • Compactación de las primeras capas de un terraplén en terrenos blandos. • Suelos friccionantes de comportamiento movedizo. • Problemas derivados de sobre compactación

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Algunas ideas útiles en los procesos de compactación de campo. • • • • • • • •

Conocer bien los suelos. Humedad Natural. Estudiar las características de expansión y contracción. Especificaciones de compactación fijadas para el proyecto. Condiciones estructurales que se desean obtener. Equipos que se tengan antes de iniciar el proyecto. Tiempo disponible para ejecutar el proyecto. FINALMENTE ⇒elegir adecuadamente el equipo de compactación.