MEJORAMIENTO DEL SUELOLas tcnicas de mejoramiento de suelos consisten en modificar las caractersticas de un suelo por una accin fsica (vibraciones por ejemplo) o por la inclusin en el suelo de una la mezcla del suelo con un material ms resistente, con el fin de:- aumentar la capacidad y/o la resistencia al corte,- disminuir los asentamientos, tanto absolutos como diferenciales, y acelerarlos cuando sucedan,- disminuir o eliminar el riesgo de licuefaccin en caso de terremoto o de vibraciones importantesLos mbitos de aplicacin de las distintas tcnicas dependen esencialmente de la naturaleza y la granulometra de los terrenos que se desea mejorar.Es comn enfrentar el problema de importantes asentamientos enestructuraso terraplenes de obras viales o industriales que se fundan sobre suelos cohesivos blandos y muy blandos (arcillas y limos saturados).En dichos casos, elprocesode asentamiento puede durar aos, lo cual naturalmente complica o impide la terminacin completa de las obras asociadas en plazos razonables.Antiguamente se utilizaban comosolucionesa esta problemtica geotcnica bsicamente dos alternativas: elcambiode suelos o los drenes (o pilotes) de arena. Mientras la primera solucin est limitada por la magnitud delvolumena cambiar, la segunda constituye unmtodocostoso y lento en grandes reas.En aos recientes se han desarrollado varias tcnicas para el mejoramiento de suelos para fines deconstruccinde explanaciones viales, cimentaciones deedificios, tneles, etc., las que seguidamente se enumeran y estudian de manera general:1.Compactacin profunda mediante Vibro Flotacin y Vibro Sustitucin de Suelos (columnas de grava)2.Las Inyecciones a los Suelos3.Sistemade Pantallas.4.CompactacinDinmica.5.Sistema de drenaje vertical mediante Mechas Drenantes.Las tcnicas de mejoramiento de suelos consisten en modificar las caractersticas de unsuelopor unaaccinfsica(vibraciones por ejemplo) o por la inclusin en el suelo, de una mezcla de un material ms resistente, con el fin de:- Aumentar la capacidad y/o la resistencia al corte y la respuesta esfuerzo-deformacin.- Disminuir los asentamientos, tanto absolutos como diferenciales, y acelerarlos cuando sucedan.- Disminuir o eliminar elriesgode licuefaccin en caso de terremoto o de vibraciones importantes.- Igualmente se busca que no sea susceptible al agrietamiento, mejorar su resistencia a laerosiny, en casos especficos se procura disminuir su permeabilidad.Los mbitos de aplicacin de las distintas tcnicas dependen esencialmente de lanaturalezay la granulometra de los terrenos que se desea mejorar.Compactacin profunda mediante Vibro Flotacin y Vibro Sustitucin de Suelos (columnas de grava)Vibroflotacin:En esta tcnica se utiliza una zona de gran tamao o vibroflotacion, que est constituido por un tubo cilndrico por el que se inyectan abonos deaguaen su parte superior e inferior y est dotada de pesas que giran excntricamente para provocar unmovimientovibratorio en el plano horizontal. La sonda tiene unos 40 cm de dimetro, 2 metros de largo y una masa de alrededor de 2 toneladas. El equipo vibrador puede colgarse desde una gra grandes profundidades o montarse sobre equipos neumticos (camionetas, tractor) a menores profundidades. Ventajas-A diferencia de la compactacin dinmica, la vibroflotacin funciona bien en caso de mapas altas.-El plazo de ejecucin es mucho ms breve que cualquier otro mtodo de mejora del suelo.-No es necesario realizar cambios de suelos con los inconvenientes ambientales que ello implica.Vibro sustitucin:Esta tcnica utiliza un vibrador o sonda de gran tamao similar al vibro flot, pero sin dispositivos para inyectar chorros deaguaarriba y abajo. El vibrador se suspende de una gra y se introduce en el suelo, luego de desplazarlo gradualmente debido al efecto de su propio peso y del movimiento vibratorio horizontal. Cuando llega a la profundidad requerida, se retira el vibrador y se llena el agujero con una pequea cantidad deagregadoscon tamao inferior a 75 mm. Luego se introduce nuevamente el vibrador para compactar el agregado o desplazarlo hacia el suelo circundante.Ventajas:- Reduce asentamiento de las cimentaciones.- Incrementa la capacidad portante, permitiendo reducir las dimensiones de fundaciones superficiales.- Mitiga el potencial a la licuefaccin- Estabiliza taludes- Permite construir sobre rellenos- Permite todo tipo de fundaciones superficiales- Elimina "Lateral Spread" sismo inducidoConstruccin de Columnas de Piedra.

Los dosmtodospara la construccin de columnas de piedra vibradas son:

Mtodo Hmedo, Material es aportado desde arriba (Sustituido):En esta tcnica, un jet de agua es usado para remover el material blando, estabilizar la perforacin y asegurar que el material de aporte llegue al fondo a la punta del vibrador.

Mtodo Seco, utiliza elaire:

Construccin de Columnas de BalastoLa tcnica de las columnas balastadas es una extensin de la vibroflotacin a los terrenos que contienen capas de limo o arcilla, cuyos elementos se pueden variar por la vibracin. Las columnas balastadas permiten tratar estos suelos por incorporacin dematerialesgranulares (generalmente llamado balasto) compactados por etapas. Estas columnas tambin se pueden hacer de mortero ocemento.Las Inyecciones a los SuelosLas inyecciones genricamente consisten en un conjunto deoperacionesnecesarias para rellenar huecos o fisuras no accesibles en el terreno. Su objeto fundamental es mejorar las caractersticas mecnicas del suelo (incremento de resistencia, disminucin de la deformabilidad, etc.) as como la disminucin de la permeabilidad.Objetivos de las inyecciones:1. Consolidacin y estanqueidad en suelos yrocas(de granutilidaden zonas crsicas)2. Creacin de pantallas para la impermeabilizacin de lascortinasde las presas detierra.3. Posibilidad de utilizar lechadas de gran penetrabilidad con soporte de cemento Portland, para calzar y reforzar las cimentaciones de las edificaciones.4. Rellenar cavidades, cavernas, (de gran utilidad en zonas crsicas) mediante lechadas especiales que permiten tambin sellar fisuras, mejorar la impermeabilidad, fijar la cal libre, as como aumentar la resistencia a cortante de los suelos.5. Inyecciones especiales para lograr la estanqueidad trmica y para proteccin contra lacontaminacinqumicao radiactiva.

La tcnica del Jet-Groutingconsiste en lograr la desagregacin del suelo (o roca poco compacta), mezclndolo, y parcialmente sustituyndolo, por un agente cementante (normalmente cemento). La desagregacin se consigue mediante un fluido con alta energa, que puede incluir el propio agente cementante. Tiene mltiples aplicaciones (mejora del terreno, impermeabilizacin, tneles, etc.), siendo el fluido de perforacin tambin variable (cemento, bentonita,mezclasqumicas,Las Inyecciones de Compensacin:Son un tipo especial de inyeccin de sustancias aglomerantes a los suelos, que se emplean generalmente para prevenir asentamientos y deformaciones provocadas por las presiones que ejercen los cimientos de las edificaciones, las presiones activas de los suelos que sostienen los Muros de Contencin, mediante la inyeccin de materiales que generan presiones y pequeos movimientos controlados que contrarrestan los asentamientos y las deformaciones.Son muy utilizadas durante la construccin de tneles en zonas urbanas y en zonas especialmente sensibles, en el refuerzo de muros de contencin, etc.

Compactacin DinmicaLa compactacin dinmica (C.D.) es una tcnica cuyo fin es el de mejorar las propiedades mecnicas del suelo densificndolo e incrementando su capacidad portante. Dicha densificacin se produce gracias a la creacin deondasde compresin y de corte de muy alta energa. Esta tcnica fue desarrollada por L. MENARD en 1969.Esta tcnica consiste en dejar caer martillos muy pesados sobre una superficie de suelos granulares sueltos o de suelos adhesivos blandos con el fin de aumentar su densidad. Para levantar el martillo que usualmente tienen una masa que vara entre las 6 y 10 toneladas, utiliza una gra o un trpode que lo deja caer desde una altura de 30 metros o ms. Es razonable esperar que un martillo con una masa de 40 toneladas y una altura de cada de 30 metros, produzca un aumento significativo de la densidad hasta una profundidad de 15 a 20 metros (Leonard d et al, 1980). El impacto producido por la cada del martillo forma un crter en la superficie del terreno y enva violentas ondas de choque que viajan a travs del suelo y provocan la licuo succin de suelos granulares, la cual es seguida por una densificacin. En suelos cohesivos el impacto genera unapresinintersticial muy alta que es seguida por una consolidacin. La presencia de fisuras contribuye a la rpida disipacin de la presin intersticial y, por tanto, ayudan a la rpida consolidacin.Sistema de drenaje vertical mediante Mechas DrenantesEn la dcada de 1930 se desarroll en Suecia elconceptode las mechas drenantes, con velocidades de instalacin mucho ms altas, lo cual redunda en ahorros decostosy plazos incomparables con las alternativas ya existentes.En la prctica, las mechas drenantes se utilizan en situaciones de consolidacin en las que el suelo a tratar es de moderada a altamente compresible, con un coeficiente de permeabilidad bajo y totalmente saturado en suestadonatural. Tales suelos son descritos tpicamente como limos, arcillas, limos y arcillas orgnicas, turba y fangos.Las mechas drenantes son geo compuestos que se instalan en forma vertical por hinca en terrenos cohesivos blandos y que tienen lapropiedadde filtrar las partculas de suelo, drenandoel aguay consiguiendo de esta manera la aceleracin del proceso de consolidacin para disminuir en forma significativa eltiempode asentamientos de terraplenes sobre suelos blandos. En este proceso el suelo mejora sus propiedades de resistencia al corte tambin.

CARACTERSTICAS PRINCIPALES DE LAS MECHAS DRENANTES:

Las mismas son fajas de material sinttico (plsticoo textil) fabricadas industrialmente en rollos (ver Tabla 18), las mismas son de seccin rectangular, de unos 10 cm. de anchura y de 3 4 mm de espesor, de estructura alveolar y dotada de perforaciones de muy pequeo dimetro que la hacen permeable, listas para cumplir su rol, con las mismas pueden alcanzarse profundidades de ms de 40 m. El ancho ms comn de estas mechas es de 10 cm. y suelen colocarse a tresbolillo con espaciamiento entre ellos del orden de 10 dimetros equivalentes.Si se comparan con los tradicionales Drenes Verticales de Arena, las Mechas Drenantes presentan importantes ventajas que seguidamente se enumeran:1.Elevada capacidad de evacuacin de agua.2.Permeabilidad alta y conocida de antemano.3.Se logra buena resistenciamecnicaen el suelo tratado.4.Mayorlimpiezay rapidez o rendimiento en su realizacin.5.Posibilidad de alcanzar grandes profundidades (hasta los 50 m.)

ESTABILIZACIN DE SUELOSConsiste en agregar un producto qumico o aplicar un tratamiento fsico para modificar las caractersticas de los suelos. Es la correccin de una deficiencia para darle una mayor resistencia al terreno o bien, disminuir su plasticidad.Las tres formas de lograrlo son: FSICAQUMICAMECNICA

FSICAS. Geo textiles: son telas permeables no biodegradables que pueden emplearse como filtros y para controlar la erosin de suelos y el transporte de lodosConsolidacin.QUMICAS. Cal: Econmica para suelos arcillosos (disminuye plasticidad) Cemento Portland: para arenas o gravas finas (aumenta la resistencia) Productos asflticos: Para material triturado sin cohesin (emulsin, muy usada)Cloruro de sodio y cloruro de calcio: Para arcillas y limos (impermeabilizan y disminuyen los polvos) Escorias de fundicin: Comnmente en carpetas asflticas, dan mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida til. Polmeros: Comnmente en carpetas asflticas, dan mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida til. Hule de neumticos: Comnmente en carpetas asflticas, dan mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida til.

MECNICAS.

Compactacin: Regularmente se hace en la sub-base, base y en carpetas asflticas.

ESTABILIZACIONES MS USADAS

Compactacin, geotextil, drenaje y estabilizacin granulomtrica con cal, cemento y asfalto.

CLASES DE ESTABILIZACIN MS USADA.

Geotextil: Se emplean como elementos de distribucin de cargas en los pavimentos. En los taludes y en los cortes, ayudan a proteger de la erosin.

Hay tres tipos: Material entrelazado perpendicularmente, materiales de tela unida mediante un tejido de punto y material no tejidos.

Procedimiento constructivo utilizando geotextil: La capa inferior a la colocacin del geotextil deber estar totalmente terminada, en suelos muy blandos se puede cortar la vegetacin al ras y se debern rellenar las depresiones, se deber estirar el geotextil para que no haya arrugas, dndole el traslape adecuado. Si se usa como impermeabilizante deber agregrsele asfalto para formar una barrera, el beneficio que se tiene al usar este producto es el aumentar la vida til al pavimento, disminuyen los costos de mantenimiento

TRATAMIENTO DE SUELOS CONCEMENTO Y CAL

En la construccin de caminos y carreteras, el rengln que corresponde al movimiento de tierras y la conformacin de terraplenes tiene un gran impacto en el presupuesto, llegando a representar hasta el 50 % del costo total de la obra.

Dificultades cada vez mayores para conseguir reas de prstamo, canteras y vertederos, debido a las condicionantes ambientales que son cada vez ms influyentes.

Se hace cada vez ms necesario la utilizacin de todos los materiales que se encuentren en el eje del propio camino, sean cuales sean sus propiedades.Tratamiento de suelos

Conjunto de procesos mecnicos, fsicos y qumicos tendientes a modificar las propiedades del suelo (sub rasantes, sub bases y bases), para mejorar ciertas caractersticas de Ingeniera, a un costo menor .

Principales categoras de Modificacin y estabilizacin de suelos

Estabilizacin mecnica - Estabilizacin fsica -Estabilizacin qumica

Tratamientos qumicos

La mayora de las aplicaciones de agentes qumicos son para mejorar determinadas propiedades de suelos -Modificacin/estabilizacin -Se da mezcla de cambios fsicos y qumicos en los suelos -Cambian y mejoran el entorno fsico-qumico de las partculas

Agentes qumicos estabilizantes

Cal viva o hidratada Cemento Portland Ceniza volante clcica Cal- Ceniza volante Ceniza de calcinacin de cal Otros

Tipos de Tratamiento Qumico

Tratamientos de Modificacin -Tratamientos de Estabilizacin -Tratamientos de Estabilizacin Especial

Tratamientos de Modificacin

Con la adicin de cal o cemento, por efecto de intercambio inico se modifican de inmediato (horas) las propiedades de un suelo, se floculan las partculas, se reduce el contenido de humedad y se mejora la capacidad soporte del suelo con finalidad que sirva de plataforma de trafico de construccin, fundacin estable para capas superiores del pavimento o pre-tratamiento , para la posterior estabilizacin de la capa de suelo.

Tratamientos de Modificacin Aumento en la trabajabilidad Mejora de la textura y consistencia Perdida de humedad Bajos Porcentajes de conglomerante (1-3%)

Tratamientos de Estabilizacin La adicin suficiente de cal o cemento o combinaciones entre estos, produce por reactividad puzolana cambios a largo plazo en las propiedades del suelo, reduccin del ndice de plasticidad, la sensibilidad al agua y el potencial de hinchamiento, as como incrementos significativos en el valor soporte y durabilidad en el suelo con la finalidad de proveer una subrasante o base de fundacin estable .

Tratamientos de Estabilizacin Mejora a largo Plazo Incremento de su resistencia Capa con capacidad estructural Reduccin en el potencial de contraccin Reduccin del ndice de plasticidad Medios Porcentajes de conglomerante (2-8%)

-Tratamientos de Estabilizacin Especial La adicin de una proporcin alta de cemento, Por reactividad puzolana cambios a largo Plazo en las propiedades del suelo; Reduccin del ndice de plasticidad y el potencial de hinchamiento as como un incremento grande en el valor soporte y durabilidad del suelo tratado con la finalidad de proveer una capa de superficie de rodadura estable para el trfico previsto para caminos rurales y vas secundarias.

Tratamientos de Estabilizacin Especial (Unicapa) Alta Resistencia Incremento en la durabilidad Incremento en el peso volumtrico Incremento en el Modulo de Residencia Gran Capacidad al Desgaste Altos Porcentajes de conglomerante (8-16%)

Criterios para Seleccin de Estabilizador

Requisitos de los suelos a modificar con Cal Pasa Tamiz No. 200 > 35% ndice de Plasticidad > 5 Materia orgnica 25% ndice de Plasticidad >10 Contenido de arcilla >10% en masa Materia orgnica