Estabilización de suelos blandos.docx

Estabilización de suelos blandos Existen diferentes tipos de suelo en función de sus propiedades mecánicas, físicas e incluso de conformación. Los suelos blandos, pantanosos o con baja capacidad de carga que son sometidos a esfuerzos generados por alguna carga estática o dinámica, representan un riesgo para las estructuras por su tendencia a deformarse. Existen mecanismos de falla que provocan las deformaciones, agrietamientos o hundimientos del terreno. Cuando el suelo experimenta un esfuerzo de compresión vertical, se presenta en él una deformación y se generan al mismo tiempo esfuerzos de tensión horizontales. Un suelo reforzado con Geomalla ACE GG-I reduce significativamente su deformación absorbiendo los esfuerzos generados. La geomalla ACE GG-I provee un confinamiento lateral en las partículas del suelo aumentando su resistencia a la tensión. Para lograr estos objetivos es importante conocer las siguientes características.  Estratigrafía  Sobrecarga  Propiedades mecánicas del suelo

El uso de los geosintéticos como las Geomallas y Geotextiles son elementos que permiten estabilizar suelos, incrementar la capacidad de carga, resolver situaciones de nivel freático superficial, entre otras; permitiendo disminuir el tiempo de ejecución, mano de obra y principalmente costos Entre sus principales aplicaciones se encuentra el uso en obras tales como:  Caminos pavimentados o terracerías  Vías férreas o pistas de aeropuertos  Cimentaciones superficiales para estructuras  Plataformas de usos múltiples (vivienda, naves industriales, estacionamiento, tiendas departamentales, almacenes, etc. Estabilización de Suelos Blandos La utilización de geotextil tejido es una excelente opción para resolver el problema de estabilización de suelos blandos, en donde tradicionalmente se debe hacer una sustitución del suelo por material selecto compactado para estabilizar suelos pantanosos o de bajas características de resistencia. Instalando geotextil tejido se logra reducir el espesor de las capas de material selecto a colocar y compactar, beneficiando económicamente al proyecto, y aumentando adicionalmente la vida útil de la estructura al protegerla contra migraciones de finos a largo plazo. El geotextil tejido cumple con dos funciones en esta aplicación: 1.- Forma una separación entre el suelo natural y las subsecuentes capas de material selecto para que éstas no se mezclen y pierdan sus propiedades, asegurando así un espesor efectivo de material selecto. 2.- Provee un refuerzo adicional al suelo debido al aumento en la capacidad de resistencia de esfuerzos de tensión dada por la interacción por medio de fricción entre el geotextil resistente a la tensión y el suelo. La selección del geotextil a utilizar dependerá de su resistencia a soportar daños en la fase de construcción, o bien, de su resistencia a la tensión para proveer un refuerzo adicional al suelo. Geomallas

Existen diversos métodos para aumentar la capacidad portante o de carga de suelos muy blandos. En la antigüedad se usaron ramas entrelazadas, troncos perpendiculares, pieles de animales o fibras naturales, entre otros. El avance en la tecnología actual ha llevado al uso de materiales geosintéticos los cuales han sido desarrollados para obtener confinamiento lateral y resistencia a la tensión, entre los cuales tenemos los geotextiles tejidos y las geomallas. Las geomallas son geosintéticos en grupo de costillas paralelas tensionadas con aperturas de suficiente tamaño para permitir el entrabe de suelos u otro material pétreo que se encuentre circundante en la zona. Las más usuales y las que se encuentran con mayor frecuencia en el mercado son fabricadas a base de Polietileno de alta densidad y Poliéster. Tipos Uniaxiales o Monorientadas: Diseñadas para el refuerzo en una sola dirección en estructuras de suelo mecánicamente estabilizado y que involucran todo tipo de material de relleno. Biaxiales o Biorientadas: Diseñada para refuerzos en más direcciones ya que sus costillas van de manera perpendicular formando una grilla con aperturas de suficiente tamaño para permitir el entrabe de suelos o material pétreo circundante en la zona. Aplicaciones  Estabilización de suelos blandos  Es muy común que en las obras encontremos diferentes tipos de suelos con propiedades mecánicas y físicas diversas, así como su conformación o topografía  Los suelos blandos, pantanosos o con baja capacidad de carga que se ven sometidos a cargas puntuales o dinámicas son un riesgo para la vida útil de las estructuras construidas sobre estos (vías pavimentadas, vías férreas, cimentaciones, plataformas, entre otros), ya que tienden a deformarse  Un suelo reforzado con geomallas biorentadas tiende a disminuir significativamente su deformación ya que estas absorberán y distribuirán en un área mayor las cargas transmitidas  Refuerzo de muros y taludes  En terrenos con topografía muy variada o accidentada, los muros de contención son una excelente alternativa para la optimización del área de construcción y obtener plataformas horizontales con la capacidad de carga requerida. Un muro de contención tiene el propósito de mantener una diferencia entre los niveles del suelo con el objetivo de construir vías, estacionamientos, estribos de aproximación en puentes, bordos para celdas de rellenos sanitarios, rampas de acceso, diques para canales y ríos, terraplenes respetando el derecho de vía, reconstrucción de taludes naturales  Con este sistema se logra que trabajen en conjunto los suelos friccionantes con su gran resistencia a la compresión y la geomalla con su gran capacidad para absorber y distribuir los esfuerzos de tensión  Las geomallas permiten crear taludes con cualquier inclinación conservando los factores de seguridad requeridos SISTEMAS PARA PAVIMENTOS MEJORAMIENTO DE SUBRASANTES: CONSTRUCCIÓN SOBRE SUELOS BLANDOS Cuando vemos en nuestra ciudad cómo se deforman y deterioran los pavimentos por una deficiente consolidación y preparación de las subbases y subrasantes en la construcción de calles y rutas, la empresa SPECTRA y geomallas TENSAR nos muestra un producto que se emplea en las principales ciudades de América y representa un avance tecnológico de última generación en la construcción de pavimentos en suelos blandos . Consiste en un sistema de mejoramiento de caminos que mediante la colocación de geomallas triaxiales (antes biaxiales) 'TENSAR' sobre la subrasante del terreno, permite reducir espesores de pavimentos, prolongar la vida útil del proyecto y simplificar el proceso constructivo ya que su instalación no requiere de mano de obra calificada y su procedimiento constructivo es muy simple.

Cuando un programa de construcción o un presupuesto se vean trastornados por subrasantes de poca resistencia, cargas pesadas, capas gruesas de relleno, costos elevados de relleno, subrasantes contaminadas o líneas de suministro de servicios públicos a poca profundidad, SPECTRA ofrece una gran solución.

Los sistemas de pavimentos Spectra han sido diseñados para mejorar los sistemas de pavimentos flexibles en tres aspectos clave: - Simplificando la construcción - Reduciendo el requerimiento de materiales - Aumentando la durabilidad SPECTRA aumenta el rendimiento tanto de la subrasante como de la capa base de áridos de un sistema de pavimento flexible. El sistema puede aumentar la resistencia de la subrasante, de la subbase o de la capa base, sin cambiar el material de relleno. Al contrario, la geomalla y el relleno actúan conjuntamente, creando así una estructura compuesta mucho más resistente.

El resultado es un pavimento mucho más duradero y predecible. Los sistemas SPECTRA y los principios comprobados de diseño en los que se basan obtienen estos resultados aplicando dos métodos que si bien son diferentes están íntimamente relacionados: - mejoramiento de la subrasante - refuerzo de la capa base SPECTRA permite aumentar el rendimiento de los pavimentos sin tener que recurrir a una excavación extensa, incorporar rellenos de sustitución adicionales ni aumentar el espesor de sistema de pavimento. Los sistemas para pavimentos SPECTRA han sido usados para : - pavimentación de carreteras principales y de caminos secundarios - playas de estacionamiento para instalaciones comerciales e industriales - pistas de aterrizaje y de carreteo - centro y terminales de distribución de camiones de carga - depósitos con maquinaria pesada en instalaciones portuarias , ferroviarias, intermodales e - caminos para tránsito pesado.

industriales

Los sistemas SPECTRA tienen tres componentes principales: - Geomallas estructurales Tensar : refuerzo geosintético rígido - Servicios de Ingeniería: una completa gama de productos de asistencia para el diseño suministrados por Tensar Earth Technolgies - Asistencia en obra, para maximizar la eficiencia en tiempo y para minimizar el costo de la construcción del proyecto

Ya sea que SPECTRA se use mara mejorar la subrasante, para reforzar la capa base o con ambos fines, el resultado será el mismo: pavimentos flexibles de mayor rendimiento y menor costo. En los últimos quince años, los métodos de diseño de SPECTRA han sido probados en más de 75 millones de metros cuadrados de instalaciones. MEJORAMIENTO DE SUBRASANTES Las subrasantes de poca resistencia son un problema común en la construcción de pavimentos. La existencia de una falla en la subrasante sobre la que esté cimentado el pavimento llevará a un deterioro rápido de la estructura del mismo.

Tradicionalmente, las subrasantes de poca resistencia u oscilantes han sido retiradas y reemplazadas por rellenos de sustitución o estabilizadas químicamente: ambas opciones son caras y consumen mucho tiempo, especialmente si se comparan con la solución SPECTRA. Spectra mejora el rendimiento de la subrasante existente, distribuyendo las cargas sobre una superficie mayor, reduciendo la oscilación y el punzonamiento y maximizando a la vez la capacidad de carga de la subrasante. REFUERZO DE LA CAPA BASE Las capas base pueden fallar porque el material de relleno se mueve lateralmente, alejándose de las cargas de tránsito. Esto da como resultado la formación se surcos, y eventualmente el resquebrajamiento de la superficie de asfalto. Spectra modifica el comportamiento bajo carga de la capa base. Con la tecnología SPECTRA se pueden diseñar pavimentos para un rendimiento y un costo óptimos. Se puede incluso ajustar el diseño final a las necesidades específicas, ofreciendo una capa base más delgada con una expectativa de rendimiento mayor que las diseñadas con espesor convencional. Los sistemas SPECTRA han pasado la prueba más difícil: han sido probados en el terreno, en aplicaciones reales. Usados por Ministerios de transporte, Municipalidades y empresas constructoras comerciales e industriales de gran envergadura, SPECTRA continúa demostrando su gran valor económico y estructural. Cuando un suelo no tiene suficiente resistencia como para soportar ruedas de maquinaria de construcción o cargas de camiones, el material de relleno se coloca sobre el suelo de manera de distribuir la carga sobre un área más extensa. Cuanto más grueso y resistente sea el relleno, más extensa será la distribución de la carga. Con el refuerzo proporcionado por la gemallas TENSAR se obtiene esta misma extensión de distribución de la carga con cantidades mucho menores de relleno.

Las geomallas TENSAR cuentan con la estabilidad dimensional necesaria para reforzar los materiales áridos de relleno sobre subrasantes naturales gracias a un estricto confinamiento de las partículas que limita su movimiento. Al aplicar cargas a las capas de relleno, la influencia de refuerzo de las gemallas TENSAR se extiende a lo largo y hacia arriba a través del relleno, distribuyendo eficientemente la carga impuesta sobre un área de extensión suficiente para prevenir el punzonamiento de la subrasante natural. Los diseños para construcciones sobre suelos blandos con geomallas TENSAR implican la determinación de: - condiciones de carga máxima - fortaleza de la subrasante - tipo y fortaleza de los materiales de relleno con el refuerzo de geomallas Tensar. - espesor requerido de los materiales de relleno con el refuerzo de las geomallas Tensar Las geomallas TENSAR han sido diseñadas para cumplir con las más estrictas exigencias cuando se trata de construir sobre subrasantes de poca resistencia. Estas geomallas cuentan con la mezcla presisa de características que les permiten distribuir cargas y mejorar las subrasantes, - estructurade malla abierta para interactuar con materiales de relleno y formar así un material compuesto con una capacidad de carga mucho mayor. - gran fortleza de uniones para garantizar la transferencia de las cargas a lo largo y a lo ancho de la malla. - rigidez torsional para simplificar la instalación y ofrecer resistencia a la deformación una vez instalada. Todas estas características forman una cadena de propiedades que confiere a las geomallas TENSAR su capacidad para mejorar el rendimiento de subrasantes de poca resistencia. Cada una de las propiedades es necesaria y la falta de una sola de las caracteristicas eliminaría la habilidad de ofrecer un rendimiento acorde con las especificaciones. Además, a diferencia de los geotextiles, las geomallas TENSAR han sido especificamente diseñadas para reforzar los suelos y distribuir las cargas. Han sido creadas exclusivamente para reforzar el suelo mejor que cualquier otra cosa que se encuentre bajo la tierra. Cuando los suelos blandos ponen un alto a la obra, las geomallas TENSAR la vuelven a poner en marcha. Las geomallas refuerzan el relleno y distribuyen las cargas sobre un area mucho mayor para permitir un mejor acceso al emplazamiento incluso durante largos días de lluvia. En todo tipo de condiciones reducen el punzonamiento y la formación de baches o surcos.

Cuando sea necesario sobreexcavar o rellenar, las geomallas TENSAR pueden reducir o incluso eliminar la necesidad de sobreexcavar de retirar suelos contaminados o de poca resistencia y de tener que incorporar rellenos de sustitución selectos y costosos. Esto resulta directamente en un tiempo mucho menor de finalización de obra, menor tráfico en el emplazamiento y costos reducidos. Cuando se contemple la estabilización del suelo con cal o cemento, las geomallas TENSAR pueden ofrecer una alternativa más simple. Con las geomallas TENSAR se podrá obtener la resistencia de suelos requerida sin tener que perder el tiempo, incurrir los costos ni correr los riesgos ambientales de los métodos de estabilización química. Y sin afectar además la capacidad de drenaje de la subrasante. Cuando se necesiten secciones de relleno profundo, las geomallas TENSAR pueden llegar a reducir el espesor de las capas de relleno en hasta un 50% obteniendo al mismo tiempo la distribución de cargas requerida. Esto resulta en una menor necesidad de rellenos selectos y en una más rápida finalización de la obra. Cuando se trata de construir rutas pavimentadas o no pavimentadas, estacionamientos, aeropuertos, pistas de rodaje, vías férreas o incluso cimientos las geomallas biaxiales TENSAR abaratan la obra, permiten ahorrar materiales y reducen los tiempos de construcción. Sobre cuelquier suelo de poca resistencia, las geomallas TENSAR distribuyen las cargas, maximizan la capacidad de carga de cualquier subrasante y constituyen una alternativa a los costosos métodos convencionales. PUERTO DE LOS ANGELES, CALIFORNIA

PROBLEMAS DE DISEÑO: Secciones de pavimento para una terminal de más de 93 hectareas que tuvieron que adecuarse a las condiciones geotécnicas, a la maquinaria para manejo de contenedores y a cuestiones medioambientales. SOLUCIÓN: Incorporando el sistema SPECTRA se logró un pavimento que permitió un alto nivel de flexibilidad operacional. RESULTADOS: Se mejoró la integridad estructural de la subrasante y se aumentó la vida útil de pavimento. INTERESTATAL 270, MARYLAND PROBLEMAS DE DISEÑO: La I-270 requería de carriles adicionales debido a la cantidad de tránsito. El único terreno disponible no tenía por sí solo la suficiente capacidad de carga El socavado de 0.60 a 1.20m reemplazado con relleno selecto se consideraba demasiado costoso. SOLUCIÓN: Limitar el socavado entre 0.00 y 0.30m e instalar una capa de malla BX previo a la colocación de la capa base. RESULTADOS: Programa de construcción se redujo a 90 días. Ahorros estimados en 1.5 millones de dólares. Estabilización de Caminos de Tierra y Pavimentos mediante Geomallas Triaxiales: Sistema Spectra

Consiste en un sistema de mejoramiento de caminos que mediante la colocación de geomallas triaxiales (antes biaxiales) Tensar sobre la subrasante del terreno, permite reducir espesores de pavimentos, prolongar la vida útil del proyecto y simplificar el proceso constructivo ya que su instalación no requiere de mano de obra calificada y su procedimiento constructivo es muy simple. Si en su proyecto se presentan problemas como: débil resistencia de la subrasante, alto tráfico que exige gruesos espesores de relleno, necesidad de excavar grandes profundidades para encontrar el firme, zonas pantanosas o suelos contaminados este sistema de mejoramiento de caminos mediante colocación de geomallas biaxiales Tensar es la mejor solución técnica y económica. Los proyectos más representativos que han utilizado esta tecnología innovadora son los siguientes:  Construcción de Carretera Flotante en la aldea Cola de Mico, Tela.  Construcción del Canal Seco, Honduras.  Construcción de Carretera Flotante sobre la laguna en Omoa, Cortés. Sistema de Mejoramiento de Suelo para Cimentaciones Superficiales utilizando Geomallas Biaxiales Tensar Este sistema utiliza un sistema de capas de suelo reforzado con geomallas estructurales y biaxiales Tensar para incrementar la capacidad portante del suelo y de esta manera poder construir cimentaciones superficiales en lugar de cimentaciones profundas, reduciendo considerablemente los costos del proyecto en grandes proporciones. En Honduras se ha utilizado en proyectos de gran magnitud como:  Proyecto Turístico Bahía de Tela  Carretera "Flotante" en Omoa, Cortés. Reforzamiento de Pavimentos mediante GLASSGRID Una pista de un aeropuerto requiere de la construcción de grandes espesores de pavimento dado que estará sometida a grandes cargas de impacto y al mismo peso de las aeronaves. En un proyecto de esta magnitud se busca alcanzar una vida útil de larga duración y un excelente desempeño y durabilidad del pavimento. Por esta misma razón la compañía Tensar ha desarrollado la malla de fibra de vidrio GlassGrid para reducir los espesores del pavimento, volver estos proyectos más económicos, alargar su vida útil y proporcionar una mejor distribución de los esfuerzos de impacto sobre la pista. En el país se instaló GlassGrid en el siguiente aeropuerto:  Aeropuerto Internacional de Roatán