30 /09/2016 UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
“AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN DEL MAR DE GRAU “ “PROBLEMA DE SUELOS EN CARRETERAS “
CÁTEDRA :
CATEDRÁTICO:
SUELOS APLIACADOS ALA CIMENTACION CIMENTACION
KARINA ESPINOZA MEZARINE
ALUMNO:
YUPANQUI CLEMENTE JHON
Suelos aplicados
Página 1
PROBLEMAS DE SUELOS DE EN CARRETERAS Problemas de suelos de en carreteras................. carreteras........................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............................. .................. 3 1. En suelos expansivos................. expansivos........................... ..................... ..................... ..................... ..................... .......................................... ................................ 3 !"S!S..................... !"S!S................................ ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............................. ................... 3 #!$%S.............. #!$%S........................ ..................... ..................... ..................... ...................... ................................................ ..................................... &
'#E()'*'!'+( #E S"E,%S E-P!(S'%S....... E-P!(S'%S............................................... ........................................ S%,"'%(ES S%,"'%(ES E( S"E,%S E-P!(S'%S......... E-P!(S'%S................... ..................... ..................... .......................... ................ 2. E( S"E,%S S"E,%S #'SPES' #'SPES'%S... %S....... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ .......... ............. ............ ..... !"S!S..................... !"S!S................................ ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............................. ................... 9 #!$%S.............. #!$%S........................ ..................... ..................... ..................... ...................... ................................................ ..................................... 9 3. S"E,%S S"E,%S %,!PS!,ES... %,!PS!,ES....... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........10 ....10 #!$%S.............. #!$%S........................ ..................... ..................... ..................... ...................... .............................................. ................................... 11 S%,"'%(ES S%,"'%(ES E( S"E,%S %,!PS!,ES............................ %,!PS!,ES................................................... ....................... 11
Suelos aplicados
Página 2
P%,E4!S #E S"E,%S #E E( !E)E !E)E!S !S 1. E( S"E,%S E-P!(S'%S son a5uellos 5ue presentan expansiones o contracciones 7sea cambios de volumen cuando var8a su umedad o contenido de agua. ,os materiales de arcilla tienen la capacidad de absorber una gran cantidad de agua : retenerla debido a su estructura el agua produce el incremento del volumen en el material mencionado anteriormente : tambi;n una drástica reducci7n del volumen cuando el agua 5ue reten8a se seca. !demás la umedad es el elemento 5ue ace posible el
,os suelos expansivos= •
#ependen de la estructura de los cristales.
•
#ependen de su composici7n mineral7gica.
•
#ependen de la capacidad de cambio de cationes.
Su comportamiento se caracteri>a principalmente por= •
,a contracci7n de la arcilla debido al secado.
•
,a expansi7n de la arcilla al umedecerse.
•
#esarrollo de presiones de expansi7n cuando está con?nada : no puede expandirse.
CAUSAS En áreas donde las lluvias sean moderadas moderada s :
Página 3
a@ !bsorci7n de agua por una arcilla activa Amontmorillonita por eBemplo@ b@ ebote elástico de las part8culas del suelo. c@ epulsi7n el;ctrica de los granos de arcilla : de sus cationes adsorbidos. d@ Expansi7n del aire atrapado en los poros. En las arcillas preconsolidadas por cargas o por desecaci7n estos
#!$%S En el mundo un sin ?n de in
•
•
•
•
Dincamiento del suelo baBo el edi?cio por aumento de umedad Ano existe evaporaci7n@. etracci7n peri<;rica del terreno Aconstruido en poca umedad@. ariaci7n de volumen debido debi do a modi?caciones del nivel ona activa@. #e
•
etracci7n por desecaci7n debidas a ra8ces de arboles.
•
Dincamientos por eliminaci7n de arboles.
•
otura de tuber8as de agua.
•
#e
•
etc.
Suelos aplicados
Página &
IDENTIFICACIÓN DE SUELOS EXPANSIVOS 'denti?caci7n visual •
Se pueden identi?car visualmente por varias caracter8sticas=
•
#e su existencia son solo problemas en >onas arcillosas.
•
•
)ienen alta plasticidad terreno con grietas o raBaduras debido a la expansi7n : contracci7n constante 5ue suonas costeras como en el norte del pa8s.
'denti?caci7n visual
Suelos aplicados
Página
Experiencia
de contracci7n de arcillas
'denti?caci7n mineral7gica
•
#i
•
!nálisis t;rmico di
•
,a absorci7n de tinte los análisis 5u8micos.
•
microscop8a electr7nica. onsisten en detectar la presencia de minerales arcillosos pero no es mu: til para la práctica de ingenier8a :a 5ue pueden llegar a ser mu: costosos : re5uiere un amplio conocimiento. 'denti?caci7n por m;todos indirectos
'denti?can el potencial expansivo del suelo de ado. ,as propiedades 5ue se busca obtener son= •
,8mite l85uido : plástico.
•
,8mite de contracci7n.
•
ontenido de coloides.
•
Expansi7n libre del suelo.
Suelos aplicados
Página 6
'denti?caci7n por m;todos directos
Estos m;todos te dan ma:or veracidad en cuanto al grado de expansi7n de un suelo : de acuerdo a esto lo clasi?caremos a continuaci7n=
Método de campo ,a prueba de carga de expansi7n en el campo es la prueba más signi?cativa donde se trata de encontrar la presi7n de expansi7n para un cierto cambio de volumen.
Método de a!o"ato"#o Ensa:o de expansi7n o asentamiento unidimensional de suelos coesivos. Está basado en las normas t;cnicas !S)4 #&&6.
E$%a&o de e'pa$%#($ o método de )$d#ce de e'pa$%#($ asado en las normas t;cnicas !S)4 #&29.
#e todos los m;todos de identi?caci7n descritos= •
•
,a identi?caci7n visual es mu: super?cial. Es mu: baBo conocer el tipo de suelo solo observándolo. Solo te da una probabilidad. ,a identi?caci7n por su mineralog8a identi?caci7n relativa. Es posible 5ue dos muestras te den parecidos resultados. Se necesita conocerlo meBor.
Suelos aplicados
Página
•
•
,a identi?caci7n por m;todos indirectos datos mu: variables. #epende 5ue suelo se anali>a para obtener estos m;todos. (o en todos cumple. ,a identi?caci7n por m;todos directos si es preciso. Es el más preciso de todos los demás. El gran problema en este caso es el tiempo.
S%,"'%(ES E( S"E,%S E-P!(S'%S !nte la presencia de suelos expansivos las acciones más adecuadas son= 1. educir educir o eliminar eliminar la expansi7 expansi7n n del suelo : actuar actuar sobre sobre la estructura estructura : mediante la selecci7n de un diseCo adecuado de cimentaci7n. 2. %tra seria seria la construcc construcci7n i7n de ban5uetas ban5uetas : drenes drenes de protecci protecci7n 7n para Ftrampas de umedadG. 3. Existen Existen diar una construcci7n dica práctica es llamada Fpreumectaci7n del sueloG en teor8a al inundar el suelo : saturarlo permiti;ndole 5ue se expanda asta su máximo potencial manteniendo la umedad posteriormente se deben evitar los cambios volum;tricos por lo 5ue no se tendr8an daCos en la l a estructura despu;s de construir. construir. Se a logrado determinar 5ue la umedad de las áreas cubiertas por losa pavimento etc. rara ve> decrece. &. Sin embargo embargo existen existen mucas mucas desventaBa desventaBass para este m;todo m;todo es es mu: di<8cil 5ue se obtenga una variaci7n uniar el material expansivo por otro 5ue no lo sea. on la tecnolog8a actual la sustituci7n de suelos puede ser considerada como una de las meBores opciones para eliminar el problema de suelos expansivos.,as desventaBas de esta alternativa son 5ue para llevarlo a cabo se necesita ma5uinaria pesada para poder remover el material expansivo : del mismo modo para rellenar de material 5ue no lo sea lo cual podr8a resultar mu: costoso. . %tra
E'#%te$ d#*e"e$te% t#po% de c#me$tac#o$e% %+pe",c#ae%Suelos aplicados
Página
4uros de carga sobre >apatas corridas con= •
Pisos suspendidos.
•
Pisos sobre suelo estabili>ado.
•
,osa de cimentaci7n 5ue cubra toda el área por construir
•
,osa Hexible.
•
,osa r8gida.
•
Sobre la cimentaci7n=
•
Iapatas corridas.
•
Iapatas aisladas.
2. E( S"E, S"E,%S %S #'SPE #'SPES'% S'%S S Son a5uellos suelo 5ue por la naturale>a de su mineralog8a : la 5u8mica del agua en ellos son susceptibles a la separaci7n de las part8culas individuales a la posterior erosi7n a trav;s de la grietas en el suelo baBo la in?ltraci7n de agua.
)'P%S #E S"E,%S S"E,%S #'SPES'%S Suelos dispersivosJ !rcillas cu:a concentraci7n de sales de sodio A(a@ en el agua intersticial pasa de &0K o 60K del total de sales disueltas. Suelos erodablesJ !renas ?nas polvo de rocas limos no coesivos : dep7sitos e7licos propios de ambientes aluviales tran5uilos : constantes 5ue resultan en una granulometr8a relativamente omog;nea.
!"S!S ,as arcillas dispersivas son <ácilmente erosionables debido al estado <8sicoL5u8mico de la an en la presencia del agua relativamente pura. ,as arcillas dispersivas tienen una preponderancia de cationes de sodio en tanto las arcillas ordinarias tienen una preponderancia de cationes de calcio potasio : magnesio en el agua de poros. Suelos aplicados
Página 9
L!bsorci7n de agua : L epulsi7n el;ctrica de los granos de arcilla.
#!$%S Es conocido 5ue la acumulaci7n de cationes dispersantes como el sodio en la soluci7n del suelo aante. En las represas represas de tierra o terraplenes ocurren
Este es un problema comn en terraplenes para carreteras.
IDENTIFICACIÓN DE SUELOS SUELOS DISPERSIVOS DISPERSIVOS EN CAMPO CAMPO El reconocimiento en campo para determinar si existe alguna indicaci7n en la super?cie como la erosi7n tipo tnel a lo largo de las l8neas de 5uebradas : la erosi7n de intemperi>aci7n o arcillas unidas en roca pueden seCalar suelos potencialmente dispersivos. ,a erosi7n en grietas de los caminos la presencia de 5uebradas pro
Suelos aplicados
Página 10
3. S"E S"E,,%S %,!PS! %,!PS!,ES ,ES Son suelos 5ue cambian violentamente de volumen por la acci7n combinada o individual de las siguientes acciones= a@ al ser sometidos a un incremento de carga o b@ al umedecerse o saturarse.
De,$#c#($ de coap%o . Se de?nen como colapso a cual5uier disminuci7n rápida de volumen del suelo producida por el aumento de cual5uiera de los siguientes
ontenido de umedad AM@
•
Nrado de saturaci7n ASr@
•
)ensi7n media actuante AO@
•
)ensi7n de corte A@
Suelos aplicados
Página 11
•
Presi7n de poros Au@
TIPOS DE SUELOS COLAPSABLES ,os tipos de suelos colapsables son= L Suelos aluviales : coluviales Q #epositados en ambientes SemiLdes;rticos. por HuBos más o menos torrenciales. L Suelos e7licos Q #epositados por el viento son arenas : limos arenosos con escaso cemento arcilloso en una estructura suelta o inestable. L eni>as volcánicas Q Provenientes de ceni>as arroBadas al aire ai re por actividad volcánica explosiva. L Suelos residuales Q #erivados de la descomposici7n in Q situ de minerales de ciertas rocas son luego lixiviados por el agua : pierden su cemento.
#!$%S ,os daCos 5ue originan los suelos colapsables es originando por inestabilidad en el terreno provocando undimientos : creando grietas de ma:or consideraci7n generando p;rdidas estructurales en su ma:or8a.
IDENTIFICACIÓN IDENTIF ICACIÓN DE SUELOS COLAPSABLES COLAPSABLE S EXPANSIVO EXPANSIVO •
•
,os suelos expansivos reducen su volumen cuando se reduce la umedad. ,os suelos colapsables reducen su volumen cuando aumenta su umedad.
SOLUCIONES SOLUCION ES EN SUELOS COLAPSABLES ,a primera cuesti7n 5ue debe anali>arse cuando se diseCan cimentaciones en suelos susceptibles al colapso es la probabilidad 5ue el agente desencadenante del arR al suelo en donde se apo:arán las estructuras. Por de?nici7n sin la presencia del agua el suelo no colapsa. El obBetivo central de todas estas soluciones es prevenir las
Página 12
a@ )ratamiento )ratamiento del suelo colapsable con vista a eliminar la tendencia al colapso a lo largo de todo el estrato de suelos desmoronables. b@ #iseCo de elementos constructivos 5ue eliminen o disminu:an a l8mites ra>onables la posibilidad 5ue se inicie el colapso. c@ #iseCo de estructuras :/o cimentaciones insensibles a los asentamientos provocados por el colapso por eBemplo eBempl o
Suelos aplicados
Página 13
