1FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL TEMA MEJORAMIENTO SUELOS – COMPACTACION CON RODILLO DE IMPACTO Y OSCILATORIO AUTORES: REQUEJO RAMOS JEINER REQUEJO CARRILLO RICARDO DOCENTE: ING. Ruiz Saavedra Nepton David CURSO: Diseño y rehabilitación de pavimentos PIMENTEL, DICIEMBRE DEL 2017 Introducción. La gran mayoría de obras civiles están cimentadas en suelo. químico o mecánico que se realiza en este. es por eso que los ingenieros civil tienen que presentar soluciones eficaces a estos problemas. en la mayoría de los casos no contamos con un suelo óptimo para la construcción. contemplando aspectos muy influyentes como las características del suelo. tiempo o economía. - Se entiende como mejoramiento de un suelo a todo proceso físico. obra civil llegada a cabo. para mejorar el comportamiento de los materiales que constituyen el apoyo estructural de una obra civil. con nuevas tecnologías puestas a disposición a una de la ciencia más antigua la “Mecánica de suelos” . pero antes de llegar a dicha cimentación es necesario saber la información necesaria y el tipo de suelos en el que nos encontramos. tomando en cuenta aspectos no tradicionales en nuestro medio. Este proyecto se basa en tratar y explicar algunos métodos de mejoramiento de suelos que se pueden llevar a cabo. top-feed method) • Se inyecta agua para remover material blando • La misma agua se utiliza para estabilizar la perforación • Se introduce la grava desde arriba en capas • Cada capa es compactada por vibración y por la caída de la capa siguiente • Este método tiene la desventaja de que produce una gran cantidad de material de desecho. COLUMNAS DE GRAVA • Consiste en reemplazar suelo de baja capacidad por columnas de grava que aportan rigidez • Usadas generalmente en suelos finos y arenas limosas • Las columnas son separadas usualmente entre 6 y 10 ft (1. poco manejable en espacios reducidos y de gran impacto ambiental b) Método seco con alimentación inferior (dry.0 m) • Función • Reducen asentamientos instantáneos • Aumentan estabilidad de taludes • Liberan presión de poros al comportarse como drenes de grava frente a cargas cíclicas (suelos potencialmente licuables) • Aumentan resistencia al corte Ventajas • En caso de napas altas. no producen ondas dinámicas que dañen estructuras cercanas • Se pueden tratar depósitos de 30 m normalmente • No es necesario realizar grandes cambios de suelo • No hay problema con estructuras adyacentes Desventaja Asentamiento de largo plazo Métodos de ejecución • Vibrosustitución • Pilotes de Grava 1) Vibrosustitución • Se utiliza un vibrador que penetra por peso y vibración • La vibración horizontal se genera utilizando pesos excéntricos que rotan por medio de motores • A medida que se forma la columna.8 y 3. ésta se compacta lateralmente contra el suelo Los métodos constructivos se subdividen en: a) Método húmedo con alimentación superior (wet. bottom-feed method) . el largo de las columnas no debe exceder los 9 m CONCLUSIONES • Reduce impactos ambientales propios de mover suelo • Alternativa al uso de pilotes estructurales • Reduce el tiempo de consolidación . se rellena la perforación con grava • La camisa es retirada. la grava puede ser compactada. con un tubo agregado para llevar el relleno de grava a la punta del vibrador • El vibrador permanece en el suelo durante la construcción • La eliminación del agua reduce los desechos producidos • El método puede utilizarse para profundidades de hasta 80 ft (24 m) • No se ve afectado por la presencia de agua subterránea • Consiste en ejecutar una perforación encamisada • Alcanzado el sello previsto. • Utiliza el mismo vibrador del procedimiento standard. A medida que esto ocurre. pero no es necesario CONSIDERACIONES DE DISEÑO • Columnas de roca transmiten la mayor parte de las cargas aplicadas • Las cargas de diseño varían de 20 a 50 tonf por columna • Por razones económicas. Su perforación es muy similar a la de un sondeo.. Cuando las cargas son reducidas y/o el espacio disponible es escaso. Conclusiones .Colocación de la armadura tubular 3. Dada su esbeltez trabaja casi exclusivamente por fuste por lo que la punta se apoye en un estrato más compacto. No tienen un buen comportamiento cuando grandes cantidades de agua se filtran en la excavación.Tareas de Inyección 4. Fases de ejecución del micropilote 1. La calidad depende mucho de que el proceso de ejecución sea riguroso. economía y mínimas molestias en las obras comparado a otros sistemas. es factible ocupar micropilotes. Problemas relacionados con la construcción. Facilidad de ejecución en ángulos inclinados.Perforación y Limpieza 2.. MICROPILOTES Introducción Los micropilotes son elementos estructurales que transmiten la carga de una estructura a estratos de suelos más profundos. Desventajas La relación entre el coste y la carga admitida es mayor en un micropilote que en un pilote.. Reconstrucción o restauración de edificios antiguos..Soldadura de las armaduras que sobresalen del terreno Ventajas Rapidez. Sistemas de refuerzo y contención de suelos para la ejecución de excavaciones contiguas a edificios existentes. Aplicaciones de los micropilotes Se emplean cuando los estratos superficiales del terreno no tienen la capacidad de soporte necesaria para la absorción de cargas transmitidas por la estructura. . por ejemplo.• Es un método que no requiere construcción de elementos estructurales adicionales para su ejecución. por lo tanto la calidad de la función del micropilote depende mucho de la rigurosidad de su ejecución. • Permiten un aumento de capacidad al disponerlos en grupos. • Son versátiles para ser ejecutados en espacios reducidos y en ángulos inclinados. con un espaciamiento adecuado. lo cual ayuda a aumentar la capacidad de soporte ante fuerzas horizontales. fuerzas sísmicas. • No responden bien a exigencias de control de deformaciones muy estricto. MATERIALES GEOSINTETICOS Introducción Materiales utilizados para mejorar las propiedades del suelo Su uso es novedoso y creciente por su fácil aplicación Poseen propiedades mecánicas e hidráulicas. inclusive de muros verticales de gran altura Geotextiles Son materiales flexibles y permeables a los fluidos Son fabricados de fibras sintéticas como el poliéster o polipropileno Son capaces de retener partículas de suelo mayores que el tamaño de sus poros . mejorando sus cargas últimas Permite la construcción de taludes de gran inclinación. en reemplazo de estratos de material granular Es inerte frente a la mayoría de agentes químicos Refuerza el suelo. útiles para ciertos suelos ¿Qué son los Geosintéticos? Son materiales fabricados a partir de varios tipos de polímeros derivados del petróleo Mejoran y hacen posible la ejecución de proyectos de ingeniería civil y geotécnica en difíciles condiciones Protegen los suelos Funciones de Geosintéticos Los geosintéticos se utilizan para satisfacer las siguientes funciones: Separación Drenaje Protección Refuerzo Beneficios uso Geosintéticos Reduce los costos en la construcción Sirve como barrera contra la erosión de suelos Funcionan como manto drenante. depósitos de agua. Geomallas Son estructuras tridimensionales pero con la característica de ser mono o bi- orientadas Son fabricadas en polietileno de alta densidad. Geoceldas Son sistemas tridimensionales de confinamiento celular fabricadas en paneles de polietileno o polipropileno Son muy resistentes para el confinamiento de cargas Se utiliza para aumentar la capacidad de carga de suelo.una efectiva acción de filtración. gran resistencia a la tensión como un alto módulo elástico. sin generar problemas de contaminación beneficiando al entorno ecológico Control de Erosión Mantos Temporales PROTECCIÓN DE TALUDES Mantos Permanentes PROTECCIÓN DE TALUDES REVESTIMIENTO DE CANALES RIBERAS . polietileno de alta o baja densidad (PEAD/PEBD) Son recubrimientos sintéticos impermeables a fluidos y partículas cuya función es la de revestir canales. utilizando un proceso de extrusión Tienen una mayor adherencia al terreno y una mayor durabilidad en el medio que los geotextiles Geomembranas Son láminas poliméricas impermeables fabricados en cloruro de polivinilo (PVC). gran resistencia a los daños durante la instalación y un excelente comportamiento a los agentes atmosféricos. completa separación de los diferentes tipos de suelo. además controlan la erosión Se instalan en depósitos de hormigón o acero de cualquier dimensión para confinamiento de químicos. residuos sólidos o químicos e industriales y prolongar la duración de los tanques Geocompuesto Diseñado específicamente para estabilización de suelos donde se requiere tanto refuerzo como separación de una base granular y un subsuelo muy fino. Uniendo un geotextil no tejido a una geomalla. lo que permite una gran interacción con el suelo reforzado. lagunas. Sirve como divisor de suelos Es útil a la hora de permeabilizar suelos Sirven como Controlador de las Erosiones Necesario para la estabilidad de taludes Polímero que amplía la gama de posibles construcciones civiles . Geoceldas PROTECCIÓN DE TALUDES PROTECCIÓN DE SUELOS ÁRIDOS Formaletas Flexibles TALUDES OBRAS MARÍTIMAS OBRAS FLUVIALES Soluciones a Infraestructura Geomallas MUROS DE CONTENCIÓN TERRAPLENES Conclusiones Material ideal para fortalecer las propiedades de resistencia del suelo en variadas formas. Jet Grouting (Inyección por Reemplazo) Técnica que mejora las características mecánicas y el comportamiento del suelo Permite formar columnas de suelo mejorado con inyección. Jet 3: Fluido Triple. Inyección de lechadas de cemento- bentonita y/o aditivos plastificantes y aceleradores de fraguado. (Chemical / Cement Grouting). INYECCIÓN DE SUELOS Las inyecciones son procedimientos que se aplican al subsuelo. El objetivo principal de este tratamiento es el de impermeabilizar o fortificar los macizos porosos. Inyección por impregnación y fractura (Fracture Grouting). rocas fisuradas o fundaciones defectuosas. Se puede utilizar en una amplia gama de terrenos. Se inyecta lechada con aire comprimido y agua a presión. Se produce un verdadero y homogéneo suelo cemento. Sistemas de Jet Grouting Jet 1: Fluido Simple. a una presión más baja que en el Jet 1. El aire empuja el suelo circundante. por lo que la lechada de cemento se desplaza más. lechada de cemento). Se inyecta lechada con aire comprimido. Útil para la creación de muros de contención y para mejorar la estanqueidad de pilotes o micropilotes. el que se llena con la lechada de cemento. Cada método se diferencia principalmente en la presión con la que se inyecta el material (métodos de alta o baja presión). Debido a la heterogeneidad y comportamiento del terreno. existen diferentes métodos de inyección: Inyección por reemplazo (Jet Grouting). El aire reduce la fricción. Jet 2: Fluido Doble. Permite obtener un tratamiento homogéneo y continuo del terreno. . incrementando de este modo las propiedades mecánicas de los mismos. que se solidifica adquiriendo una resistencia determinada a través del tiempo. mediante la introducción a alta velocidad de un material consolidante (normalmente. mediante los cuáles se introduce en los poros o fisuras del medio a tratar un producto líquido (mortero o lechada). Se logran columnas de inyección más grandes que con el Jet 1. Inyección por consolidación (Compaction Grouting). desde gravas a arcillas. Se inyecta lechada de cemento sola. generando un vacío en forma de columna alrededor del inyector. a alta presión. o produce una serie de fracturas hidráulicas que se rellenan con mortero y rodean a los fragmentos (clastos). con una presión por encima de su resistencia a tracción y de su presión de confinamiento. Consiste en la inyección del terreno mediante su fracturación por lechada. Tapones de fondo en recintos estancos. Muros de contención. . Pantallas impermeables. o simplemente se extienden como venas cementicias que al fraguar producen un conjunto suelo-fractura muy resistente. Puede utilizarse la teoría de Estado Crítico para estimar las mejoras que experimentan la cohesión aparente c’ del terreno y su resistencia al esfuerzo cortante sin drenaje. Esta técnica puede aplicarse a cualquier tipo de suelo y roca blanda (desde suelos granulares gruesos a arcillas de alta plasticidad y desde rocas ígneas descompuestas hasta margas arcillosas). etc. ejecución de taludes. Procedimiento y Mejoramiento en la resistencia Se inyecta lechada en las fisuras naturales del suelo. posos. Aplicaciones de Jet Grouting Consolidaciones de terrenos para excavación de túneles. Asegura movimientos no superiores a 2 o 3 [mm] en construcciones o servicios existentes en el entorno de la inyección. Inyección por Fracturación Hidráulica. Recimentación de edificios y estructuras en general. Resistencia al Corte Todos los tipos de grout mostrados anteriormente presentan baja resistencia al corte por sí solos. Criterio Granulométrico: Mediante ensayos de penetración de morteros en suelos con diferentes granulometrías se han obtenido los siguientes resultados: Criterio de Permeabilidad: Consiste en comparar las permeabilidades del mortero de inyección y del esqueleto de suelo. Esto queda definido por parámetros geotécnicos del suelo tales como: Permeabilidad. Esto hace que la resistencia al corte de un suelo estabilizado aumente y a la vez se gane impermeabilidad. Esto se debe a que una vez que el grout comienza a solidificarse se generan fuerzas capilares a nivel de los granos. Criterios de Inyectabilidad Para precisar el tipo de lechada a inyectar. Utilizar criterios económicos antes de decidir inyectar un suelo ya que un galón de grout puede alcanzar los 40 dólares. Estratigrafía del suelo. . Realizar ensayos triaxiales para comprobar la mejora obtenida en un suelo. ya que el material de relleno agrega cohesión al suelo. Lo anterior no es tan apreciable para pequeñas cargas. sin embargo. Sin embargo. Granulometría. al combinarlos con los granos de suelo es posible incrementar la resistencia al corte de un suelo estabilizado. es necesario determinar la relación existente entre las dimensiones de los granos del mortero de inyección y del esqueleto del suelo. Es por este motivo que las inyecciones se utilizan principalmente en suelos granulares. densificando el suelo y disminuyendo la cantidad de vacíos. la aplicación de grandes cargas puede llevar a que una inyección no represente una mejora significativa del suelo. Conclusiones El cambio en la resistencia al corte debido a la inyección puede provocar pérdida en el ángulo de fricción de las partículas. Evaluar otras alternativas antes de inyectar un suelo. Porosidad del suelo. Es por este motivo que suelos bien graduados tienen mayor resistencia al corte que los suelos pobremente graduados. Existencia de napa freática. . Los diversos métodos que podemos encontrar son solo un abanico de opciones para el ingeniero .pero estas alternativas son opcionales y no definitivas ya que la naturaleza nos presenta diferentes escenarios cada uno excluyente y diferente en todos los casos. Conclusiones. planificando y tomando en cuentas todos los aspectos que se puedan presentar antes . durante y después de la construcción y sugiriendo alternativas sobre cómo llegar a un suelo optimo para la construcción ya que la elección será muy diferente en todos los casos. dichas técnicas ofrecen al ingeniero alternativas de diseño para la construcción de una obra civil. es aquí donde se puede ver la eficacia y destreza del ingeniero presentando soluciones bien pensadas y analizadas. - Al término de este proyecto se pudo ver de cerca y con detenimiento algunas de las técnicas que nos brinda la tecnología para el de mejoramiento de suelos.