instituto superior politÉcnico 2010 - rocamix.es · en su estado natural, la granulometría, la...

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO

“JOSÉ ANTONIO ECHEVERRÍA”

ISPJAE

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

DEPARTAMENTO DE INGENERÍA CIVIL.

AUTOR: Caridad Oliva Díaz

TUTOR: Prof. Ing. Jenny García Tristá

Ciudad de la Habana

Junio del 2010

2010

Estabilización de un suelo de la Formación Toledo con Cemento Portland

y Sistema ROCAMIX Líquido.

Dedicatoria

A mis padres por ser las personas que más quiero, mis guías y

brindarme su apoyo.

A mi novio Misahel por estar presente en mi vida y brindarme su amor

y apoyo.

Agradecimientos

A mis padres por ser mi apoyo durante toda mi vida estudiantil y por estar ahí cuando los

necesito, gracias a ellos he podido llegar a este momento tan esperado.

A mi novio por sus consejos, su apoyo y dedicación durante todo el tiempo que ha pasado a

mi lado, fundamentalmente en estos meses de trabajo y esfuerzo.

A mi familia por estar siempre pendientes de mis cosas, en especial a mi tía Leticia que ha

sido mi guía.

A mi tutora Jenny por dedicarme gran parte de su tiempo y estar pendiente siempre de

todo para que saliera bien.

Al profesor Joaquín y al profesor Yoermes por la ayuda prestada.

A mis amigos por ser mi mano derecha en estos 5 años y por ser las personas con las que

pasé momentos que no olvidaré, en especial a:

Osmany que ha sido un amigo incondicional para mí.

Manuel y Naray, que lástima no habernos conocido antes, gracias por su ayuda y estar en

todo momento junto a mí.

Yeni, Yeiner, Ángel, Leandro, Brizaida, Carlos Yanlay, por sus consejos y su apoyo.

Introducción. Diseño Metodológico

Departamento de Ingeniería Civil. ISPJAE, 2010. Página 4

Resumen

Resumen

El suelo en muchas ocasiones no cuenta con las propiedades ingenieriles para ser utilizado en la

construcción y es por esto que se acude a la técnica de estabilización de suelos, con el objetivo de

mejorar las propiedades tanto físicas como mecánicas del suelo. Este trabajo de diploma se

desarrolla sobre la base de un suelo arcilloso de la Formación Toledo con el objetivo de determinar

su comportamiento cuando es estabilizado con Cemento Portland con dosificaciones de 3, 6 y 9%

y Sistema ROCAMIX Líquido (3, 6 y 9% de cemento), para lo cual fue necesario estudiar, mediante

la utilización de ensayos de laboratorio, sus características. En general se analizaron para el suelo

en su estado natural, la granulometría, la plasticidad, la humedad y el peso específico seco

máximo para la Energía de compactación del Proctor Modificado, la resistencia a la compresión

simple, la resistencia a cortante directo y el comportamiento del suelo en el ensayo a ascensión

capilar. Para el suelo estabilizado con Cemento Portland y con Sistema ROCAMIX Líquido se

determinó la variación de la resistencia a compresión simple, al corte directo y la ascensión capilar.

En el suelo de la Formación Toledo cuando se somete al proceso de estabilización con Cemento

Portland y con Sistema ROCAMIX Líquido se evidencia una disminución en el nivel de ascensión

capilar y un incremento en la resistencia a la compresión simple, mientras que los parámetros de

resistencia a cortante (cohesión y fricción) se comportan de manera similar por ambos métodos de

estabilización (cemento y Sistema ROCAMIX Líquido).

Índice

Contenido Pág Introducción .......................................................................................................................

Capítulo 1 ......................................................................................................................... 5

1.1 Introducción ......................................................................................................... 5

1.2 Mejoramiento de suelos ....................................................................................... 5

1.3 Técnicas de mejoramiento de suelos ................................................................... 6

1.3.1 Impermeabilización ....................................................................................... 7

1.3.2 Remoldeo ..................................................................................................... 7

1.3.3 Inyecciones de lechada ................................................................................ 7

1.3.4 Vibroflotación ................................................................................................ 8

1.3.5 Mejoramiento con aditivos ............................................................................ 8

1.3.6 Compactación ............................................................................................. 11

1.3.7 Geotextiles ................................................................................................. 11

1.4 Requisitos del mejoramiento de suelos .............................................................. 12

1.5 Funciones del mejoramiento de suelos .............................................................. 12

1.6 Estabilización con Cemento Portland................................................................. 12

1.6.1 Principales mecanismos de estabilización de suelos con Cemento 13

1.6.2 Factores de los que depende el éxito de la estabilización con cemento ... 14

1.7 Estabilización con el Sistema ROCAMIX Líquido .............................................. 14

1.7.1 Mejoras que se logran con la aplicación del sistema .................................. 14

1.7.2 Componentes, dosificaciones y preparación del ROCAMIX Líquido ........... 15

1.7.3 Secuencia técnica de aplicación del sistema ROCAMIX Líquido ................ 16

1.7.4 Otros métodos de aplicación de la tecnología ROCAMIX ........................... 16

1.8 Conclusiones Parciales ..................................................................................... 17

Capítulo 2 ......................................................................................................................... 6

2.1 Generalidades ................................................................................................... 18

2.2 Propiedades físicas y mecánicas de la Formación Toledo ................................. 18

2.2.1 Granulometría ............................................................................................. 18

2.2.2 Límites de consistencia .............................................................................. 20

2.2.3 Clasificación del suelo ................................................................................ 21

2.2.4 Peso específico ....................................................................................................... 22

2.2.5 Compactación ......................................................................................................... 22

2.2.6 Cortante Directo ...................................................................................................... 26

2.2.7 Compresión simple ................................................................................................. 27

2.2.8 Ascensión capilar .................................................................................................... 29

2.3 Conclusiones Parciales ..................................................................................... 31

Capítulo3 ........................................................................................................................ 32

3.1 Introducción ....................................................................................................... 32

3.2 Preparación y dosificación de las muestras ....................................................... 32

3.3 Ensayo de compactación con la Energía del Proctor Modificado ....................... 33

3.4 Ensayo de Cortante directo ............................................................................... 34

3.5 Resistencia a compresión simple ....................................................................... 37

3.6 Ascensión capilar............................................................................................... 40

3.7 Comparación de los resultados de las muestras de suelo antes y después de ser

estabilizado .................................................................................................................. 43

3.7.1 Ensayo a corte directo ........................................................................................... 43

3.7.2 Compresión simple ................................................................................................. 46

3.7.3 Resultados de las muestras de Ascensión capilar de suelo antes y después

de ser estabilizado.................................................................................................................. 48

3.8 Conclusiones parciales del capítulo ................................................................... 50

Conclusiones y Recomendaciones .............................................................................. 51

Referencias bibliográficas y Bibliografía ..................................................................... 53

Anexos............................................................................................................................ 55

Introducción


Departamento de Ingeniería Civil. ISPJAE, 2010 Página 1

Introducción

El suelo es el componente más superficial de la corteza terrestre del planeta, y además del agua y

el aire, es una parte importante de nuestro ambiente. Es el más viejo material de construcción y

uno de los más complejos, su variedad es enorme y sus propiedades variables en el tiempo y en el

espacio. Los suelos son el componente principal de la mayoría de los proyectos de construcción

que deben soportar cargas, pavimentos, servir como canales de agua. Se pueden utilizar en el

estado en que se encuentran o bien, ser excavados y tratados para adecuarlos al proyecto, de ahí

que el conocimiento de las características y propiedades de los suelos sean muy importantes para

el desarrollo de un proyecto, así como para su diseño. El funcionamiento a largo plazo de cualquier

proyecto de construcción depende, por tanto, de la calidad de los suelos subyacentes, debido a

que suelos inestables pueden crear problemas significativos.

La situación antes mencionada conlleva a la utilización de una de las técnicas más utilizadas

actualmente, la estabilización de suelos, pues en numerosas ocasiones en las cercanías de la obra

no existen préstamos de materiales con la calidad adecuada para ser utilizados y en estas

circunstancias, la solución más económica y universalmente aceptada es la estabilización de

suelos. Esta técnica ha sido muy utilizada mundialmente por su efectividad y a través de ella se

somete al suelo natural a cierta manipulación o tratamiento de modo que permita aprovechar sus

mejores cualidades.

Este trabajo de diploma se desarrolla sobre la base de estabilizar químicamente la “Formación

Toledo”, que es un suelo arcilloso. Para ello se aplicará la técnica de mejoramiento con Cemento

Portland y con el sistema ROCAMIX Líquido determinando los parámetros del suelo sin estabilizar

y estabilizado.

Las muestras serán confeccionadas utilizando la Energía del ensayo de compactación Proctor

Modificado y con la humedad óptima de la misma.

Situación problémica:

En nuestro país, las técnicas de estabilización de suelos no han sido muy utilizadas, por lo que en

determinadas obras son transportados los materiales que presentan las propiedades adecuadas de

un lugar a otro y de esta forma se incrementa el costo de construcción. En cambio, productos como

el Cemento Portland y el Sistema ROCAMIX Líquido empleados como aditivo, pueden mejorar las

características de los suelos en el lugar sin generar costos tan elevados. En particular, el Sistema

ROCAMIX Líquido es un producto nuevo que está en fase de investigación y según sus fabricantes

mejora las propiedades mecánicas y reduce la influencia del agua para cualquier tipo de suelos.



Problema científico – técnico:

¿Qué comportamiento manifiesta un suelo de la Formación Toledo cuando se estabiliza con

Cemento Portland y con el Sistema ROCAMIX Líquido?

Objetivos del trabajo:

Objetivo general:

Determinar el comportamiento del suelo procedente de la Formación Toledo estabilizado con

Cemento Portland y con el producto Sistema ROCAMIX Líquido.

Objetivos específicos:

1- Determinar las características físico-mecánicas del suelo de la Formación Toledo para su

clasificación.

2- Comparar la cohesión del suelo en estado natural con el suelo estabilizado con Cemento

Portland y Sistema ROCAMIX Líquido.

3- Comparar la fricción del suelo en estado natural con el suelo estabilizado con Cemento

Portland y Sistema ROCAMIX Líquido.

4- Comparar el esfuerzo normal para el suelo en su estado natural y con el suelo estabilizado con

Cemento Portland y con Sistema ROCAMIX Líquido.

5- Comparar la ascensión capilar del suelo en su estado natural y con el suelo estabilizado con

Cemento Portland y con Sistema ROCAMIX Líquido.

Hipótesis planteada:

Las muestras de un suelo de la Formación Toledo cuando se estabilizan con Cemento Portland y

Sistema ROCAMIX Líquido produce un incremento de la resistencia a la compresión simple, se

incrementan los parámetros de resistencia a cortante directo y disminuye el nivel de ascensión

capilar de los suelos.

Objeto de investigación:

Para la realización de la presente investigación se ha tomado como objeto de estudio la

estabilización de la Formación Toledo, compuesta por un suelo arcilloso cuyas características y

propiedades se muestran en el Capítulo 2.



Tareas a ejecutar:

1. Realizar una estructuración del trabajo de diploma con el apoyo del tutor.

2. Realizar una búsqueda del estado del arte y el resto de la información.

3. Redactar y escribir el trabajo de diploma.

4. Realizar ensayos para la caracterización del suelo Formación Toledo.

5. Aplicar aglomerante para la estabilización del suelo.

6. Determinar los parámetros de resistencia del suelo estabilizado.

7. Realizar una evaluación de los resultados obtenidos.

Resultados esperados:

Se esperan obtener resultados que permitan establecer el comportamiento del suelo una vez que

haya sido estabilizado, determinando si su resistencia se incrementa.

Alcance de la investigación:

Con el diseño y técnicas de construcción apropiados, se pretende que el tratamiento de este suelo,

transforme químicamente las propiedades del mismo para convertirlo en un material con

características adecuadas para ser utilizado.

Métodos y técnicas:

Para la conformación de este trabajo se utilizaron como métodos y técnicas fundamentales la

ejecución de ensayos que permiten determinar el comportamiento de los suelos.

Estructura de la tesis:

La tesis se encuentra estructurada de la siguiente forma:

Introducción. Diseño metodológico.

Capítulo I. Mejoramiento de suelos. Antecedentes.

Capítulo II. Propiedades físicas y mecánicas de un suelo de la Formación Toledo.

Capitulo III. Estabilización del suelo procedente de la Formación Toledo con aditivos:

Cemento Portland Y Sistema ROCAMIX Líquido.

Conclusiones y Recomendaciones.



Referencias Bibliográficas y Bibliografía.

Anexos

Cada uno de estos elementos que conforman el trabajo de diploma representa las fases por las

que ha transitado el mismo.

Capítulo 1

CAPÍTULO 1: Mejoramiento de suelos. Antecedentes.


1.1 Introducción

En este capítulo se presenta el “Mejoramiento de suelos” como una de las técnicas utilizadas con

mayor frecuencia en la actualidad cuando los suelos, en su estado natural, no cumplen los

requisitos indispensables para ser empleados en una obra de ingeniería civil. El “Mejoramiento del

suelo” consiste en modificar las características físicas, mecánicas y químicas de los suelos;

mediante la aplicación de energía y/o sustancias que hacen que este mejore sus propiedades,

donde el suelo una vez estabilizado, pueda ser aprovechado con nuevas propiedades para el

diseño y construcción de diversas obras.

El suelo como material de construcción ha sido utilizado por el hombre durante milenios. Constituye

el material de construcción menos contaminante, que requiere de menor energía en su uso y

produce el mínimo de desperdicios.

Los conocimientos actuales en el campo del mejoramiento de suelos se basan principalmente en

los estudios sistemáticos con fundamentos científicos corroborados mediante la experimentación y

en el desarrollo de nuevas técnicas, herramientas y materiales para ser aplicados en suelos que no

cuentan con los requisitos para ser utilizados como material de construcción. Gracias a esto, la

técnica de mejoramiento del suelo ha ido ganando terreno en el campo de las construcciones de

tierra, ocasionando el ahorro en los costos y en el tiempo de construcción.

Generalmente el mejoramiento de suelos tiene como principales objetivos aumentar la resistencia

de los suelos, proporcionar o disminuir la permeabilidad en función de su uso, y reducir los cambios

volumétricos (asentamientos y expansiones).

1.2 Mejoramiento de suelos

Cuando un suelo presenta características y propiedades adecuadas, se dice que el suelo es

estable; pero cuando el suelo no posee las características deseadas para una construcción en

particular, puede ser mejorado añadiendo uno o más estabilizadores y/o aplicando la energía

mecánica. Antes de considerar el uso de un estabilizador se deben investigar los siguientes

puntos:

• ¿El suelo disponible satisface los principales requerimientos incluso sin estabilización? Esto

depende del clima local, riesgos naturales y el tipo de construcción.

• ¿El diseño de la estructura toma en cuenta las características y limitaciones del material? Ejemplo

de un diseño apropiado es incorporar capas para la ascensión del agua por capilaridad.

¿Es realmente necesaria la estabilización de toda la construcción, o puede ser suficiente una

buena protección para la superficie?



En general puede decirse que todos los suelos pueden ser mejorados (al menos mediante

compactación mecánica), pero si el mejoramiento ha de lograrse por aportaciones de otros suelos

o por medios de otros elementos (por ejemplo cemento, cal, cloruro de sodio), el costo de la

operación puede resultar demasiado alto si el suelo que se trata de corregir no posee

determinadas condiciones. Por ejemplo, en el caso de una arcilla plástica, sus propiedades

desfavorables pueden ser un índice plástico demasiado alto que signifique un alto valor de

expansión, y por ello una capacidad baja para soportar carga.

El mejoramiento o estabilización de suelos es el procedimiento mecánico y artificial a través del

cual se busca obtener un material que cumpla con los requerimientos mínimos de resistencia,

permeabilidad y estabilidad volumétrica.

1.3 Técnicas de mejoramiento de suelos

Los procedimientos que se aplican consisten de forma general en hacer mezclas de diferentes

suelos, mezclas con diferentes aditivos, sustitución de suelos, compactación por medios

mecánicos, uso alterno de membranas impermeables, entre otros. En la actualidad los métodos y

técnicas de mejoramiento (algunas más utilizadas y conocidas que otras), han sido agrupados de

la siguiente manera:

In situ: Incluye los métodos de mejoramiento de los suelos en el lugar de origen para

construir sobre ellos. Este tratamiento se realizará en las condiciones naturales de

humedad, consolidación y drenaje que presenten los suelos, sin ser trasladados o

removidos. Entre estos métodos se encuentran la densificación, la vibroflotación, la

precarga, el drenaje, las inyecciones, entre otros.

Métodos mediante sustitución: El método consiste en retirar cierto espesor de suelo y

sustituirlo por otro suelo de características mejores. Este método depende del espesor

de suelo que se sustituya y del material utilizado para reemplazarlo. El espesor a

sustituir dependerá de la estratigrafía del lugar. El método es seguro, pero su

aplicación puede ser costosa. Entre estos métodos se encuentran la compactación, el

uso de geotextiles y la estabilización de suelos (que generalmente se combinan con la

compactación).



A continuación se presentan características fundamentales de los métodos más utilizados:

1.3.1 Impermeabilización

Este método consiste en utilizar recubrimientos plásticos entre las cimentaciones y el suelo, para

impedir el aumento del contenido de agua del terreno de apoyo, aunque es difícil asegurar que el

terreno permanezca totalmente protegido. Es un método preventivo, dirigido a limitar el efecto de

los cambios de humedad que se generan en los extremos de las construcciones, y por tanto, al

colocar una capa impermeabilizante como barrera contra la capilaridad del suelo próximo a la

cimentación, se mantiene éste en una humedad constante.

1.3.2 Remoldeo

Este método consiste en remoldear cierto espesor de suelo y volverlo a colocar compactado con

una humedad mayor generalmente que la original y con un peso volumétrico menor que el que

tenía el suelo en su estado natural. Para ello se requiere conocer las propiedades que se lograrán

una vez tratado el suelo de esta manera y asegurar que no se producirán asentamientos o pérdida

de capacidad de carga. Dicho estudio debe dar a conocer el grado de saturación del suelo a tratar,

así como el porcentaje de humedad en estado natural, para conocer la cantidad de agua que se le

debe agregar al suelo con el objetivo de lograr una mejor maniobrabilidad sin llegar a saturarlo, lo

que ocasionaría cambios radicales en las propiedades del suelo, afectando los parámetros de

asentamientos permisibles, consolidación y esfuerzo cortante.

1.3.3 Inyecciones de lechada

La inyección es el proceso a través del cual se introduce un flujo a presión en el terreno para

sustituir el aire o el agua de las fisuras, grietas y oquedades con un producto que reducirá el flujo

de agua (impermeabilización), y en algunos casos incrementará la resistencia y el módulo de

deformabilidad del medio en forma significativa (consolidación).

Las inyecciones de suelo con lechada se pueden hacer con las siguientes finalidades:

Aumentar la capacidad de carga del suelo antes de que se construya una estructura.

Reducir el asentamiento esperado debido al incremento de cargas sobre una estructura

existente.

Limitar el asentamiento imprevisto de un cimiento en el lugar.

Estabilizar y aislar el suelo contaminado con sustancias químicas peligrosas.

La efectividad de esta técnica depende de la capacidad de la lechada para penetrar en los poros y

en las fisuras de la masa de suelo. La elección de la lechada a utilizar dependerá del tamaño de

los poros del suelo. Entre los materiales de inyección más utilizados se encuentran las

suspensiones de cal, cemento o de arcilla bentonítica.



1.3.4 Vibroflotación

Respecto a la mejora de la resistencia y por ende de la capacidad de carga del suelo, los

procedimientos que se utilizan pretenden generalmente, aumentar las densidades de los suelos,

por lo que las técnicas utilizadas pueden ser de compactación, vibroflotación, precarga, utilización

de diferentes suelos o la mezcla de ellos, la adición de aditivos, etc.

El método de vibroflotación consiste en introducir un dispositivo en el perfil del suelo, una vez

dentro, el aparato vibra e inyecta agua simultáneamente. Esto ocasiona el reacomodamiento de las

partículas de suelo, aumentando así la densidad. Es un método de mejoramiento para suelos

granulares, fundamentalmente, gravas o arenas con un pequeño porcentaje de finos.

1.3.5 Mejoramiento con aditivos

Este método se refiere al uso de materiales naturales y artificiales para mejorar la resistencia del

suelo. Mejorando la resistencia del suelo se logra también, una mejora en la estabilidad

volumétrica y se disminuye la permeabilidad.

Entre los aditivos más comunes se encuentran el cemento, la cal, el asfalto, yeso, polímeros, entre

otros.

La estabilización química: Consiste en agregar al suelo un producto, genéricamente denominado

estabilizador, el cual se debe mezclar íntima y homogéneamente con el suelo a tratar y curar de

acuerdo a especificaciones técnicas propias del producto, de modo que produzca intercambios

iónicos entre las partículas minerales y las materias disueltas en el agua intersticial, logrando que

se modifiquen los nexos estructurales del suelo y transfiriéndole a éste, ciertas características que

tienden a mejorar sus propiedades, ya sea en la etapa de construcción y/o en la de servicio.

Estabilización de suelos con Cal

El tratamiento con cal se utiliza en un sinnúmero de aplicaciones, tanto para la modificación

temporal como para la estabilización permanente. Las aplicaciones “no estructurales” (modificación

temporal) se aplican para secar el lodo y crear plataformas de trabajo durante los procesos de

construcción. Los usos estructurales (estabilización permanente) se aplican en pavimentos tales

como aeropuertos, estacionamientos, caminos principales y secundarios, pistas de carreras y otros

usos como cimentaciones de edificios y cortinas de presas.

Cuando es añadida cal al suelo húmedo ocurren dos tipos de reacciones químicas en un breve

plazo:

• Una reducción de la humedad higroscópica del suelo

• Una modificación de la estructura del suelo por formación de grumos



Resumiendo, la cal tiene dos grandes efectos sobre el suelo, uno inmediato que consiste en la

reducción de la plasticidad del suelo y la tendencia a la formación de grumos, y otro a largo plazo

que aumenta la resistencia.

Se puede señalar que los efectos que se producen al tratar un suelo con cal son los siguientes:

• Secado rápido del suelo

• El índice plástico decae bruscamente

• Después del curado, la resistencia a la compresión no confinada aumenta.

• Mejoran las propiedades de resistencia a la tensión de tracción y a la flexión.

• Disminuye la sensibilidad del suelo de sufrir cambios volumétricos

• La capa estabilizada forma una barrera resistente al agua

Estabilización con sales

a) Estabilización con cloruro de Calcio (CaCl2)

Las principales características que se producen en el suelo estabilizado con esta sal son:

• Incremento del peso específico

• Ayuda a mantener una humedad constante en el suelo

• Reducción del polvo en caminos de tierra

• Contribuye a la resistencia del suelo

• Previene el desmoronamiento de la superficie

b) Estabilización de suelos con silicato de sodio (Na2SO3)

El silicato de sodio pertenece al grupo de compuestos químicos que poseen un amplio intervalo en

sus propiedades físicas y químicas y ha sido empleado como adhesivo, cementante, detergente,

defloculante, catalizador, etc. Las principales características que se producen en el suelo

estabilizado con esta sal son:



• Incrementa la permanencia del agua de compactación

• Aumenta la resistencia al disgregado

• Reduce el índice plástico

• Disminuye la expansión volumétrica

c) Estabilización con Cloruro de Sodio (NaCl)

Arizpe Narro, G. (2007) El principal uso de esta sal es como matapolvo en bases y superficies de

rodamiento para tránsito ligero. También se utiliza en zonas muy secas, para evitar la rápida

evaporación del agua de compactación, o para evitar la congelación en la superficie de los

pavimentos en climas fríos.

En general, se puede señalar que el empleo de sales para procesos de estabilización resulta

efectivo, aunque presentan la desventaja de ser solubles en agua, por lo que necesitan

aplicaciones continuas para mantener su efectividad, (no se recomienda en climas húmedos y

tropicales).

Estabilización con Productos Bituminosos

Los materiales bituminosos son ampliamente usados como agentes estabilizadores para muchos

suelos y agregados de textura gruesa. Esencialmente la estabilización con materiales bituminosos

consiste en el mezclado de un suelo pulverizado o agregado con una cantidad determinada de

materiales bituminosos y agua. La función del agua es facilitar el mezclado del suelo con el asfalto,

sirviendo como lubricante y agente portador del asfalto. La mezcla resultante se compacta a

elevada densidad y se somete a un curado apropiado.

Los tipos más generales de estabilización con materiales bituminosos son:

• Arena-asfalto

• Suelo fino-asfalto

• Grava-arena-asfalto

Los objetivos que se persiguen con el tratamiento son los siguientes:

• Proveer la necesaria cohesión

• Protección contra el aumento del contenido de agua en los suelos de grano fino

• Disminuir los límites de consistencia



Estabilización con cenizas volantes

Este material es un derivado de las plantas de energía (las cuales producen millones de toneladas

diarias) que presenta propiedades puzolánicas que dependen de su composición química, puede

ser utilizado a un costo muy bajo para fines de mejoramiento de suelos.

En general, todos estos productos están limitados en su aplicación ya que, para esto, es necesario

que se cumpla con ciertas condiciones más o menos rigurosas, en cuanto a tipos y granulados de

suelo.

1.3.6 Compactación

Es el método más antiguo utilizado por el hombre con el objetivo de mejorar el comportamiento de

suelos en las construcciones de tierra. Es un método que tiene como objetivo mejorar el

comportamiento de materiales sueltos y porosos mediante la aplicación de energía mecánica. El

mejoramiento consiste en disminuir el peso específico del material terroso por medios mecánicos,

entre los que se encuentra, aplicar energía con compactadores de rodillo, dejar caer grandes

pesos sobre el suelo, hacer circular agua a través del suelo, colocar explosivos, entre otros.

Durante este proceso se pueden mejorar las características del suelo con un aumento simultáneo

de la densidad.

Mediante este método es posible incrementar la capacidad de carga, disminuir la contracción del

suelo, la permeabilidad y el asentamiento.

1.3.7 Geotextiles

Los geotextiles son membranas sintéticas permeables o impermeables, resistentes a la tensión y al

punzonamiento que sirven como elemento de separación, refuerzo, filtración y drenaje en las

construcciones. Los geotextiles constituyen un componente fundamental en los proyectos de

ingeniería en la actualidad, pero su costo en el mercado internacional es alto. Es por ello que en

nuestro país se utiliza solamente con fines experimentales.

A pesar de que la estabilización incluye de forma general la compactación, drenaje y protección

contra la erosión e infiltración de la humedad en un suelo, este término se ha ido restringiendo a un

solo aspecto: la modificación del propio suelo.



1.4 Requisitos del mejoramiento de suelos

Un agente estabilizador satisfactorio debe proporcionar las cualidades requeridas y además debe

satisfacer las condiciones siguientes:

1.- Debe ser compatible con el material del suelo.

2.- Debe ser permanente.

3.- Debe ser fácil de manejar y preparar

4.- Debe tener bajo costo.

Ningún material llena todos los requisitos y la mayoría son deficientes en la última condición, el

costo.

1.5 Funciones del mejoramiento de suelos

Luengo, T (1999). Cada estabilizador debe cumplir al menos con una de las siguientes funciones:

• Incrementar la resistencia a la comprensión, reducir su tendencia a la dilatación o contracción

aglomerando las partículas de suelo unas a otras.

• Reducir o eliminar completamente la absorción de agua (que causa dilataciones, contracciones y

erosión) sellando todos los vacíos y poros, y cubriendo las partículas de arcilla con una película

impermeable.

• Reducir el agrietamiento proporcionando flexibilidad, que permite que el suelo se expanda o

contraiga en algún grado.

• Reducir la expansión y contracción excesiva.

1.6 Estabilización con Cemento Portland

La estabilización con Cemento Portland consiste en una mezcla de suelo y determinadas

proporciones de cemento y agua.

El Cemento Portland es un material finamente pulverizado, generalmente de color gris, compuesto

por minerales cristalinos artificiales, fundamentalmente silicatos de calcio y aluminio que son

capaces, mediante la reacción con el agua, de producir compuestos con propiedades semejantes a

las de las rocas una vez que haya endurecido la mezcla.

Olmedo Benítez. R, 2005. La efectividad de la estabilización de suelos con Cemento Portland, ha

sido ampliamente estudiada por numerosos investigadores, llegándose a la conclusión de que

ningún tipo de agente estabilizante puede compararse con la efectividad del cemento. Este tipo de

estabilización, debido a la disminución de los costos de transportación de los materiales de la

calidad adecuada y al mejoramiento de la capacidad portante de toda la estructura del pavimento,

ha desempeñado un importante papel en la construcción moderna de calles, carreteras y

aeropuertos.



El cemento mezclado con el suelo mejora las propiedades de éste desde el punto de vista

mecánico. Al ser el suelo un conjunto de partículas inertes granulares con otras activas de diversos

grados de plasticidad, la acción que en el mismo produce el cemento es doble. El resultado de este

proceso es la disminución de la plasticidad así como un aumento en la resistencia.

Las operaciones tecnológicas sobre el suelo estabilizado con cemento deben iniciarse

inmediatamente después de ser añadido el aglomerante, pues el proceso de fraguado comienza

casi de inmediato. Es por ello que este proceso requiere de organización en todas las operaciones

en el proceso constructivo y de no lograrse, traería como consecuencia la inutilidad de la capa

terminada.

1.6.1 Principales mecanismos de estabilización de suelos con Cemento

Portland

- Reacción del cemento con el agua formando una piedra que une el esqueleto de arena.

- Reacción con la arcilla según sus tres fases:

1. La hidratación provoca la formación de un gel de cemento en la superficie del suelo arcilloso. La

cal liberada durante la hidratación del cemento reacciona con la arcilla.

2. Progresa la hidratación del cemento y se activa la degradación del suelo arcilloso. La arcilla es

penetrada con profundidad por el gel de cemento.

3. Interpenetración íntima del gel de cemento y el suelo arcilloso, la hidratación del cemento

continúa pero más lenta.

Lara López. T, Garrido Cepeda. A, (2004). La adición de pequeñas cantidades de cemento, de 2 a

3%, puede modificar significativamente las propiedades de los suelos, del orden del 5 al 6%, puede

originar que el suelo cambie radicalmente sus propiedades. En el caso de mezclas del 2 al 6% de

cemento con una arcilla, actúan como losas semirrígidas, además de reducir los cambios de

volumen.

La mayoría de los suelos pueden ser empleados para ser estabilizados con cemento, exceptuando

a la capa vegetal. La mezcla cemento-arcilla reduce el límite líquido, el índice de plasticidad y el

potencial de cambio de volumen, además se incrementa el límite de contracción y la resistencia al

corte. Al mejorar un material con Cemento Portland se piensa principalmente en aumentar su

resistencia, pero además de esto, también se disminuye la plasticidad. Casi todos los tipos de

suelo que encontramos pueden estabilizarse con cemento con excepción de los que contienen

altos porcentajes de materia orgánica.



1.6.2 Factores de los que depende el éxito de la estabilización con cemento

- Contenido apropiado de cemento

- Contenido apropiado de agua

- Adecuada compactación

- Proceso de mezclado óptimo

Rodríguez, P (1998). Existen dos formas o métodos para estabilizar con Cemento Portland, una es

la llamada estabilización del tipo flexible, en el cual el porcentaje de cemento varía del 1 al 4%, con

esto solo se logra disminuir la plasticidad y el incremento en la resistencia resulta muy bajo y la otra

forma de mejorar el suelo con cemento, se conoce como estabilización rígida, en ella el porcentaje

de cemento varía del 6 al 14%.

Para el suelo estabilizado con el cemento, se analizaron la variación de algunas de las

propiedades físicas y mecánicas del suelo, como los límites de consistencia, la resistencia a la

compresión simple, los parámetros de resistencia (cohesión y fricción), etc. Estos aspectos se

presentarán en el Capítulo 3.

1.7 Estabilización con el Sistema ROCAMIX Líquido

Este NUEVO ROCAMIX LÍQUIDO es un sistema de estabilización y de impermeabilización del tipo

“aditivo de acción química”. En el manual del fabricante del Sistema ROCAMIX Líquido se plantea

que: “Es una copia fiel de la naturaleza. El sistema logra en muy corto tiempo el endurecimiento y

petrificación del suelo; algo que para la naturaleza le tomaba millones de años en realizar”.

1.7.1 Mejoras que se logran con la aplicación del Sistema ROCAMIX Líquido

En el manual del fabricante del ROCAMIX se plantea que:

a) En el aspecto Económico y Resistente

Permite una mejora de los valores de sustentación de cualquier tipo de suelo ligante o débilmente

ligante entre 3 y 5 veces, en un 50% de los casos incluso muy por encima. Se pueden lograr los

valores de sustentación deseados con un 75% hasta un 100% del suelo disponible a pie de

obra y se ahorra la extracción y el transporte a vertederos controlados y la aportación de material

comprado.

b) Económico

La mejora de las propiedades así como de los valores de sustentación del suelo es permanente y

mejora en tiempo corto el efecto del tráfico. La firmeza y la estabilidad creciente del suelo tratada



llevan a una mejor durabilidad y por eso también a ahorros aún mayores debido a un menor

mantenimiento.

c) Resistencia

Trabaja igual con cualquier tipo de suelos, activa las fuerzas cohesivas propias del suelo y reduce

la influencia del agua de forma importante y duradera. El Sistema ROCAMIX Líquido modifica los

suelos en sí mismos de forma permanente y puede ser utilizado por eso tanto en el lugar de su

aplicación como en un procedimiento de mezcla previa en planta, una vez añadido al suelo, éste

mantiene el efecto del sistema.

d) Simplicidad

Con la utilización de los suelos disponibles a pie de la obra, el Sistema ROCAMIX Líquido provoca

un aumento del ahorro y productividad de los recursos (humanos, materiales, energéticos,

financieros y del tiempo), los cuales se gastan y solo se recuperan en un % determinado; el alto

precio del combustible hace que muchos países y empresas constructoras están sometidas a

gastos superiores por este concepto frenando el desarrollo.

e) Ecología

Inocuidad para el medio ambiente.

f) Mantenimiento

Este producto reduce a mínima expresión las tareas de mantenimiento al ocasionar una mayor

durabilidad y esto trae consigo, el ahorro en los costos de mantenimiento.

1.7.2 Componentes, dosificaciones y preparación del ROCAMIX Líquido.

Los componentes del sistema NUEVO ROCAMIX Líquido son:

Producto ROCAMIX Líquido

Cemento Portland

Este sistema de mejoramiento de la calidad de los suelos ha sido utilizado en diferentes partes del

mundo, siendo el material base el suelo. Ha sido utilizado en la construcción y rehabilitación de

carreteras (ésta es la aplicación más extendida para el sistema y en la que más experiencia se

tiene), en terraplenes para el emplazamiento de vías férreas, construcción de embalses, sistemas

de canales, construcción de pistas de aterrizaje para aeropuertos, fabricación de ladrillos de tierra

para la construcción de viviendas, etc.



1.7.3 Secuencia técnica de aplicación del sistema ROCAMIX líquido

Clasificación del suelo a tratar (por el sistema AASHTO). Analizar el suelo donde se va a

aplicar el producto, debido a que en función de este análisis, de la clasificación del suelo, se

podrá determinar la dosis de ROCAMIX concentrado y de cemento por m3 de suelo tratado

para lograr el efecto esperado en el proceso de construcción.

Determinación de la humedad óptima del suelo (parámetros del Proctor Modificado).

Preparación del producto ROCAMIX teniendo en cuenta la cantidad de agua determinada por

los parámetros del Proctor Modificado. En el caso de suelos saturados de agua, no es posible

añadir una sobredosis de la misma, ya que en ese caso no se corresponderá con los

parámetros del Proctor Modificado, previamente establecidos con las pruebas de laboratorio.

Aplicación y mezcla del producto con el suelo. La mezcla debe realizarse cuidadosamente con

el suelo del lugar y emplear la maquinaria correspondiente para obtener una mezcla

homogénea. Es por ello que para el producto líquido y para el sólido se requiere de: camión

pipa o tractor con tanque para el primer caso y tractor con arado o motoniveladora para el

producto sólido. La fórmula mínima para la aplicación de la mezcla es de 20 litros de agua por

una dosis de ROCAMIX concentrado (de 0.3 a 0.5 litros).

Realizar la compactación del suelo siguiendo los parámetros establecidos por el Proctor

Modificado.

1.7.4 Otros métodos de aplicación de la tecnología ROCAMIX

Además del método tradicional para aplicar la tecnología, existen otras posibilidades para la

colocación de los productos.

El producto Sistema ROCAMIX Líquido para ser aplicado debe ir a través de dos fases:

1- Mezcla muy coherente entre el producto ROCAMIX + Cemento + Agua y suelo del lugar.

2- Compactación controlada del suelo tratado.

Es importante señalar que el efecto ROCAMIX es eficaz solamente después de la compactación

del suelo, es el efecto físico de transmisión de energía que provoca el efecto químico, consistente

en la modificación de los componentes moleculares del material fino a través de la contribución del

ROCAMIX que es un producto surfactante.

En la práctica es posible combinar el Suelo + Agua + Cemento fuera del lugar de aplicación, con la

ayuda de una máquina hormigonera, central, tornillo sin fin u otras y después del transporte y la

colocación en el lugar de aplicación realizar la compactación, ya que si no hay compactación no

hay efecto ROCAMIX .



1.8 Conclusiones Parciales

En esta investigación se tratará la estabilización química con Cemento Portland y con el

Sistema ROCAMIX Líquido.

Las dosificaciones de Cemento Portland empleadas en la investigación comprenden un

3%, 6% y 9% para analizar tanto la estabilidad de tipo flexible como la estabilidad rígida.

Capítulo 2

Capítulo 2: Propiedades físicas y mecánicas de un suelo de la Formación Toledo


2.1 Generalidades

La Formación Toledo, que se encuentra ubicado en zonas aledañas al puente elevado de la

Avenida 114 sobre la Autopista a Pinar del Río, próximo al Instituto Superior Politécnico José

Antonio Echeverría (ISPJAE), correspondiente al municipio de Marianao, fue utilizada para la

realización de esta investigación. Las muestras proceden de diversos puntos ubicados de forma

aleatoria en los alrededores de la zona antes mencionada.

La textura de la Formación Toledo es una característica que se define en base al tamaño de las

partículas que componen un suelo. Predominan básicamente los poros pequeños (microporos),

reteniendo el agua, siendo la permeabilidad baja por el alto contenido de finos. Esto lo convierte en

un suelo de textura pesada, pegajoso cuando está húmedo y muy duro ante carencia de agua.

En este capítulo se determinarán las propiedades físicas y mecánicas correspondientes al suelo de

la “Formación Toledo”, pues es de gran importancia conocer las características de los materiales

con que se trabaja para lograr un mejor aprovechamiento de ellos y así determinar si sus

capacidades están en concordancia con las condiciones a que estarán sometidos.

2.2 Propiedades físicas y mecánicas de la Formación Toledo

Para obtener las características del suelo se realizaron los ensayos correspondientes a

granulometría, plasticidad, peso específico, compactación, resistencia al esfuerzo cortante,

compresión simple y ascensión capilar cuyos resultados se mostrarán a continuación.

2.2.1 Granulometría

El suelo se puede caracterizar por el tamaño de las partículas que lo constituyen, es decir, por su

granulometría. El ensayo granulométrico se realiza para determinar por el análisis mecánico, la

curva granulométrica que permitirá realizar la clasificación del suelo a través de los sistemas

AASHTO y SUCS. En el análisis mecánico, las fracciones gruesas se separan por medio del juego

de tamices y las finas, por vía húmeda, que se basa fundamentalmente en la velocidad de

sedimentación, conocido como el método del hidrómetro.

Para el análisis realizado se siguieron las orientaciones de la norma NC20.1999 correspondiente a:

“Geotecnia. Determinación de la granulometría de los suelos”. Se tomaron 3 muestras de suelo

cuyos resultados aparecen en el Anexo 1.1 y se presenta además, en la Tabla 2.1 un promedio de

de sus granulometrías

.



Tabla 2.1: Granulometría del suelo de la Formación Toledo.

Análisis granulométrico promedio.

Tamiz No.

% pasado del total

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Promedio

1" 100 100 100 100

3/4" 97 94 100 97

3/8" 93 90 88 90.3

T-N° 4 90 86 85 87

T-N° 10 87 83 82 84

T-N° 20 86 81 81 82.7

T-N° 40 85 80 80 81.7

T-N° 60 85 80 80 81.7

T-N° 100 84 79 80 81

T-N° 200 84 79 80 81

El análisis por medio del hidrómetro para las partículas que pasan por el tamiz 200, arrojó los

resultados que se muestran en la Tabla 2.2.

Tabla 2.2: Resultados del análisis granulométrico por medio del hidrómetro.

Diámetro % de finos real

D(mm) Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Promedio

0.055 74.3 75.4 75.0 74.9

0.040 70.2 72.5 71.0 71.2

0.023 68.5 68.9 69.0 68.8

0.018 67.0 67.8 67.4 67.4

0.013 66.7 62.7 65.0 64.8

0.011 64.4 65.0 64.7 64.7

0.008 60.0 60.0 60.0 60.0

0.006 53.5 54.0 54.0 53.8

0.004 43.9 50.0 47.0 47.0

0.003 36.7 36.7 37.0 36.8

0.001 24.3 23.9 24.0 24.1

A continuación se presenta en la Figura 2.1 la representación gráfica de las curvas granulométricas

de los Ensayos de Granulometría.



Figura 2.1: Curva granulométrica promedio de las muestras de suelo.

2.2.2 Límites de consistencia

La plasticidad es la aptitud que tiene el suelo para ser moldeado (cambiar de forma y dimensiones)

sin agrietamiento ni rotura y mantener esta forma después de retiradas las causas que la

provocaron y se valora a través de los límites de consistencia.

Para determinar el límite plástico que se refiere al menor contenido de humedad, se utiliza el

método de los cilindros de 3mm de diámetro, conocido como ensayo de bastoncitos, mientras que

para el límite líquido se determinó a través de la técnica basada en el uso de la Copa de

Casagrande.

Para determinar la plasticidad del suelo objeto de estudio, se tomó como base la norma cubana

NC58.2000 correspondiente a: “Geotecnia. Determinación del límite liquido, límite plástico e índice

de plasticidad de los suelos”. Se tomaron 5 muestras y haciendo uso de los métodos mencionados

anteriormente se obtienen los resultados que aparecen en las Tablas 2.3 y 2.4, presentando esta

última, el promedio de las muestras ensayadas. Anexo 1.2.



Tabla 2.3: Límites de consistencia de las muestras de suelo

Límite líquido (%). Límite plástico (%). Índice Plástico (%).

Toledo 1 64.8 29.9 34.9

Toledo 2 63.7 29.1 34.6

Toledo 3 62.9 29.8 33.1

Toledo 4 59.9 28.3 31.6

Toledo 5 61.5 29 32.5

Tabla 2.4: Límites de consistencia promedio de las muestras de suelo.

Límites de consistencia.

Límite líquido. 62.6

Límite plástico. 29.2

Índice de plasticidad. 33.4

2.2.3 Clasificación del suelo

Para la clasificación del suelo en Cuba se utilizan fundamentalmente dos métodos: SUCS y

AASHTO.

Para el análisis realizado se siguieron las orientaciones de la norma NC59.2000 correspondiente a:

“Geotecnia. Clasificación geotécnica de los suelos” y se tuvo en cuenta los resultados obtenidos en

la granulometría y los limites de consistencia.

En la Tabla 2.5, aparece la clasificación del suelo procedente de la Formación Toledo utilizando los

dos métodos de clasificación que fueron anteriormente mencionados y teniendo en cuenta la

granulometría y los ensayos de límites de consistencia.

Tabla 2.5: Clasificación de suelos.

Porcentaje que pasa por el tamiz. Límite

Líquido (LL)

Índice de

Plasticidad (IP)

“Índice de

Grupo (IG) No. 10 No. 40 No.200

84 81.7 81 62.6 % 33.4 % 16.2

De los resultados se obtiene que el suelo formación Toledo por el sistema A.A.S.H.T.O se clasifica

como un suelo fino A-7-6 (16.2) (arcillas de alta compresibilidad y alto cambio de volumen) y por el



sistema SUCS es un suelo MH (limos micáceos, limos de diatomeas y cenizas volcánicas).

Las arcillas están constituidas básicamente por silicatos de aluminio hidratados, presentando

además, en algunas ocasiones, silicatos de magnesio, hierro u otros metales, también hidratados.

Estos minerales tienen casi siempre una estructura cristalina definida, cuyos átomos se disponen

en láminas, ya sea la silícica o la alumínica. La primera está formada por un átomo de silicio,

rodeado de cuatro de oxígeno, disponiéndose el conjunto en forma de tetraedros que se agrupan

en unidades hexagonales, sirviendo un átomo de oxígeno de nexo entre cada dos tetraedros. En el

caso de las láminas alumínicas, están formadas por retículas de octaedros, dispuestos con un

átomo de aluminio al centro y seis de oxígeno alrededor. Es también el oxígeno el nexo entre cada

dos octaedros vecinos para constituir la retícula.

2.2.4 Peso específico

Este ensayo se realiza teniendo en cuenta la norma NC 19: 1999 correspondiente a: “Geotecnia.

Determinación del peso especifico de los suelos”. Mientras más pesado sea el material que ha

dado lugar a la formación del suelo, mayor será el peso específico de sus partículas y para su

determinación, se ha empleado el método húmedo o de inmersión, sometiendo el contenido a un

proceso de ebullición. Este ensayo es de gran importancia debido a que nos permite completar las

curvas de saturación obtenidas en el ensayo de compactación y para su determinación se

utilizaron 6 muestras de suelo. Los valores obtenidos, se muestran en la Tabla 2.6 y para mayor

información ver Anexo 1.3.

Tabla 2.6: Resultados del ensayo de peso específico.

Muestras No. de matraces Peso específico Promedio

Muestra 1 19 43 2.55 2.53 2.54

Muestra 2 15 19 2.57 2.57 2.57

Muestra 3 31 17 2.63 2.63 2.63

Peso específico de la muestra Gs = 2.60

2.2.5 Compactación

El ensayo de compactación se realiza al suelo procedente de la Formación Toledo con el objetivo

de conocer la húmeda óptima y el peso específico seco máximo con que se debe colocar dicho

suelo en obra, y elaborar las muestras par el análisis del proceso de estabilización.

Datos del ensayo:

- Volumen del cilindro (V): 1102 cm3

- Tara del cilindro: 5285 g- No. capas: 5

- No. golpes / capas: 25



- Peso del martillo: 44.5 N

- Caída libre: 457.2 mm

- Energía: 2696 kN-m⁄m3

Figura 2.2: Molde y martillo para la compactación con el Proctor Modificado.

En la Tabla 2.7 se muestran los valores promedios obtenidos en este ensayo. Los resultados

individuales de cada ensayo se pueden apreciar en el Anexo 1.4.

Tabla 2.7: Compactación con el Proctor Modificado.

Muestras Humedad óptima (%) Densidad seca máxima (kN/m3)

Muestra 1 26.9 15.12

Muestra 2 23.3 15.10

Muestra 3 23.5 15.04

Muestra 4 25.2 15.36

Muestra 5 23.9 15.20

Promedio 24.60 15.20

A continuación se presenta en la Figura 2.3, las curvas de compactación del Proctor Modificado

obtenida para las cinco muestras de suelo ensayadas y la promedio de la Formación Toledo.



Figura 2.3 (a): Curvas de compactación del Suelo con la Energía del Ensayo Proctor Modificado.

Figura 2.3 (b): Curva Promedio de Compactación del Suelo con la Energía del Ensayo Proctor

Modificado.



Mini Proctor

El Mini Proctor es el equipo que se utiliza con el fin de acelerar el proceso de elaboración de las

muestras cilíndricas para la realización de diversos ensayos, como es el caso de la compresión

simple. Su utilización es efectiva si en función de la energía de compactación que se quiera lograr,

ya sea para el Proctor Estándar como para el Modificado, se varía el número de golpes por capa.

En este caso se presentan las características, así como el número de golpes obtenido para

alcanzar la Energía de Compactación del Proctor Modificado.

Datos del Mini Proctor:

Diámetro: 4.0 cm.

Altura: 8.0 cm.

Volumen del molde: 100.53 cm3.

Caída libre: 24.5 cm.

Peso del pistón: 997g.

No. de capas: 5.

Energía de compactación (Ec): 2696 kN/m3.

Figura 2.4: Molde y martillo para la compactación con el Mini Proctor.

El número de golpes para alcanzar la energía del Proctor Modificado, se determinó como se

muestra a continuación:



Despejando el número de golpes se obtiene:

Finalmente se obtiene que se deban dar 23 golpes por capa para alcanzar la energía del Proctor

Modificado.

2.2.6 Cortante Directo

Este ensayo se realizó con el objetivo de determinar los parámetros de resistencia del suelo (c y

Ф), en función de las presiones que actúan sobre el mismo. Para la realización de este ensayo se

realizaron muestras compactadas con la energía del Proctor Modificado y con la humedad óptima

de compactación. A cada una de las muestras se le aplicó una carga vertical diferente, las cargas

aplicadas fueron de 100, 200 y 300 kPa, con una velocidad de aplicación de 0,61mm/min.

Como resultado de los esfuerzos máximos de las muestras de suelo ensayadas, se presenta la

Figura 2.6.

Figura 2.5: Equipo de Cortante Directo.



Figura 2.6: Gráfico de Resistencia al Esfuerzo Cortante del suelo de la Formación Toledo

Como resultado del gráfico de los parámetros de resistencia se tiene que:

1- La cohesión del suelo (c) es de 95 kN/m2. Para las arcillas c ≠ 0.

2- La fricción interna del suelo (Ф) es de 7.5:

2.2.7 Compresión Simple

El ensayo a compresión simple del suelo se realiza con el objetivo de determinar las características

de esfuerzo-deformación del suelo, es decir la presión máxima que soportan las muestras y la

máxima deformación que esto ocasiona.

Las probetas de suelo ensayadas, fueron compactadas con la humedad óptima y la densidad seca

máxima de la energía de compactación del Ensayo Proctor Modificado, haciendo uso del Mini

Proctor. En la Tabla 2.8 se presentan los resultados máximos de carga, deformación y presión de

las 5 muestras de suelo ensayadas. Las lecturas obtenidas en el ensayo se pueden apreciar en el

Anexo 1.6.

Tabla 2.8: Resultados del ensayo de compresión simple.

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250 300 350

Esfu

erz

o t

ange

nci

al (ζ)

kN

/m2

Esfuerzo normal (σn) kN/m2

Muestras Carga (kN) Deformación (mm) Presión (kN/m2)

1 0.18 27.4 143.2

2 0.16 42.4 127.3

3 0.13 11 103.4

4 0.2 29.6 159.1

5 0.16 27.8 130.5



Figura 2.7 (a): Curvas del Ensayo de Compresión Simple de las muestras de suelo.

Figura 2.7 (b): Curva promedio del Ensayo de Compresión Simple de las muestras de suelo.



Figura 2.8: Muestras ensayas con el equipo de compresión simple.

2.2.8 Ascensión Capilar

Este ensayo se realiza con el objetivo de determinar la altura del agua en una muestra de suelo en

un tiempo determinado y se puede apreciar fácilmente producto del cambio de color más oscuro

cuando se incrementa la humedad. Para este análisis se tomaron como referencia 5 muestras

elaboradas con el molde del Mini Proctor, con la energía del Proctor Modificado para alcanzar la

humedad óptima y el peso específico seco máximo. Los resultados obtenidos para el suelo

Formación Toledo se muestran en la Tabla 2.9 que aparece a continuación y su representación en

la Figura 2.9.

Tabla 2.9: Resultados de la Ascensión capilar de las muestras de suelo.

Tiempo

(min)

Valores de la ascensión capilar de las muestras (mm)

Muestra1 (168.3g)

Muestra2 (162.52g)

Muestra3 (162.46g)

Muestra4 (165.83g)

Muestra5 (164.76g)

5 48 25 27 30 34

20 60 32 43 47 45

45 75 45 55 60 60

105 80 68 60 65 65

165 80 70 75 68 72

1440 80 80 80 80 80



Figura 2.9 (a): Ascensión capilar en las muestras de suelo de la Formación Toledo.

Figura 2.9 (b): Ascensión capilar promedio en las muestras de Formación Toledo.



Figura 2.10: Probetas de suelos de la Formación Toledo sometidas a Ascensión capilar.

2.3 Conclusiones Parciales

La fricción interna del suelo (Ф) es de 7.5:, el cual se encuentra dentro del rango

correspondiente a una arcilla (0 – 15o).

En las muestras de suelo natural en el ensayo de ascensión capilar, a partir de los 45

minutos aproximadamente, se comienzan a apreciar pequeñas grietas, las cuales a medida

que transcurre el tiempo, se van apreciando con más facilidad hasta que ocurre la

deformación apreciable en la base de las muestras y el desmoronamiento de las mismas,

Figura 2.10.

Capítulo3

Capítulo 3: Estabilización del suelo procedente de la Formación Toledo con los aditivos: Cemento Portland y



3.1 Introducción

Una vez determinadas las propiedades físicas y mecánicas del suelo de la Formación Toledo, que

han sido expuestas en el Capítulo 2, se presentan en este capítulo los resultados de los ensayos

realizados con la adición de Cemento Portland y el Sistema ROCAMIX Líquido, con el objetivo de

realizar una comparación de las características del suelo antes y después de ser sometido al

proceso de mejoramiento.

Para el suelo estabilizado con Cemento Portland y con el Sistema ROCAMIX Líquido, se

determinaron las curvas de compactación para la energía del Proctor Modificado, la variación de

los parámetros de resistencia a cortante mediante el ensayo de corte directo, la resistencia a

compresión simple y el comportamiento de las muestras en el ensayo de ascensión capilar.

3.2 Preparación y dosificación de las muestras

Para analizar el comportamiento del suelo estabilizado se emplearon las dosificaciones de

Cemento Portland: 3, 6 y 9% que se muestran en la Tabla 3.1 y para el Sistema ROCAMIX Líquido

se presenta la Tabla 3.2.

Tabla 3.1: Dosificaciones de suelo-cemento.

Dosificación Suelo (g) Cemento (%)

1 3000 3

2 3000 6

3 3000 9

Tabla 3.2: Dosificaciones de suelo-Sistema ROCAMIX Líquido.

Dosificación Suelo (g) Cemento (%) ROCAMIX (ml)

1 1000 3 15

2 1000 6 15

3 1000 9 15

Para determinar las dosificaciones del suelo con la adición del Sistema ROCAMIX Líquido, fue

necesario tener en cuenta los trabajos preparatorios mencionados en el Capítulo 1 en función del

tipo de suelo, clasificado según la metodología A.A.S.H.T.O, siguiendo las recomendaciones dadas

por los fabricantes en el folleto del producto ROCAMIX.




Una vez determinadas las dosificaciones, se procede a la elaboración de las muestras, para lo cual

es necesario llevar el suelo a la humedad óptima obtenida en el ensayo Proctor Modificado. Es

importante señalar que la cantidad de ROCAMIX Líquido a emplear en la muestra se encuentra

contenido dentro de la cantidad de agua necesaria para alcanzar la humedad óptima, una vez que

se obtenga una mezcla homogénea, se le adiciona la proporción de cemento señalada

anteriormente y de igual forma se mezcla para homogeneizar el material, proceder a la

compactación con el Mini Proctor y obtener las muestras a ensayar.

3.3 Ensayo de compactación con la Energía del Proctor Modificado

Muestras de Suelo-Cemento Portland

Haciendo uso de los mismos elementos utilizados en la compactación del suelo en su estado

natural, se le realizó este ensayo a 3 muestras de suelo-cemento (para 3, 6 y 9%), con la Energía

de Compactación del Proctor Modificado, para obtener la humedad óptima y el peso específico

seco máximo de las muestras. Los resultados obtenidos aparecen en la Tabla 3.3.

Tabla 3.3: Resultados del Ensayo de Compactación con la Energía del Proctor Modificado

% de cemento óptima (%)

Peso específico seco máximo

d-máx (kN/m3)

3 26.9 15.0

6 27.5 15.3

9 29.6 16.5

La representación de estos resultados puede ser apreciada en las curvas que se presentan en la

Figura 3.1.

Figura 3.1: Curvas de Compactación promedio con la Energía del Ensayo del Proctor Modificado

para 3,6 y 9% de Cemento Portland.




Muestras de Suelos- Sistema ROCAMIX Líquido.

Con el Sistema ROCAMIX Líquido se consideraron los mismos parámetros ( d-máx. y óptima)

utilizados en la compactación del suelo-cemento, con las distintas dosificaciones de cemento, pero

teniendo en cuenta que en la cantidad de agua que hay que agregarles a las muestras para lograr

la humedad óptima se tiene que considerar la dosificación del ROCAMIX Líquido, en la realización

de los ensayos de cortante directo, compresión simple y ascensión capilar.

3.4 Ensayo de Cortante Directo


Este ensayo se realiza para determinar, como ya se mencionó en el Capítulo 2, los parámetros de

resistencia al esfuerzo cortante del suelo estudiado, con la adición de los diferentes % de cemento

empleado. Las muestras realizadas fueron compactadas con la energía del Proctor Modificado y

con la humedad óptima de compactación obtenida para 3, 6 y 9% de cemento (Epígrafe 3.3). Se

realizaron 3 muestras (Tabla 3.4) para cada dosificación de cemento, aplicándosele una carga

vertical diferente al igual que en el ensayo realizado al suelo en su estado natural. Los resultados

obtenidos en este ensayo para las 3 dosificaciones de cemento, aparecen en la Figura 3.2.

Tabla 3.4: Resumen de los datos de Cortante Directo promedio de las muestras de suelo-cemento.

% de cemento

Esfuerzo normal (kN/m

2)

Lecturas en el anillo

(divisiones)

Fuerza tangencial (kN)

Esfuerzo tangencial (kN/m

2)

3 100 442

0.3448 95.77

200 564 0.4399 122.2

300 706 0.5507 152.97

6 100 427.4

0.3334 92.6

200 493 0.3845 106.82

300 650.4 0.5073 140.92

9 100 354.6

0.2766 76.83

200 440.2 0.3434 95.38

300 648.4 0.5058 140.49




Figura 3.2: Gráfico de Resistencia al Esfuerzo Cortante en muestras de suelo-Cemento Portland

para 3, 6 y 9%.

Como resultado del gráfico de los parámetros de resistencia en muestras de suelo- Cemento

Portland se tiene que:

Para la dosificación de (3%)

1- La cohesión del suelo (c) es de 65 kN/m2.

2- La fricción interna del suelo (Ф) es de 16:







Muestras de Suelo- Sistema ROCAMIX Líquido

Los resultados obtenidos en el ensayo de cortante directo para las muestras con el Sistema

ROCAMIX Líquido aparecen en la Figura 3.3 y Tabla 3.5.




Tabla 3.5: Resumen de los datos de Cortante Directo promedio de las muestras de suelo - Sistema

ROCAMIX Líquido y sus relaciones con respecto al suelo natural.

% de cemento


2)

Lecturas en el anillo (divisiones)

Fuerza tangencial (kN)


2)

3 100 345.64 0.2696 74.89

200 436.67 0.3406 94.61

300 540.9 0.4219 117.19

6 100 300.51 0.2344 65.1

200 487.05 0.3799 105.52

300 555.64 0.4334 120.4

9 100 308.97 0.241 66.95

200 444.36 0.3466 96.28

300 505.64 0.3944 109.56

Figura 3.3: Gráfico de Resistencia al Esfuerzo Cortante en muestras de suelo-Sistema ROCAMIX

Líquido para 3, 6 y 9% de cemento.




Como resultado del gráfico de los parámetros de resistencia en muestras de suelo-Sistema

ROCAMIX Líquido se tiene que:

Para la dosificación de 3%





2- La fricción interna del suelo (Ф) es de 17:.




3.5 Resistencia a Compresión Simple


El ensayo a compresión simple se le realizó 5 muestras de suelo-cemento para un 3%, 6% y 9%

de cemento, realizadas con el molde del Mini Proctor. En la Tabla 3.6 y 3.7 aparecen los valores

promedios del esfuerzo normal y la deformación a los 7 y 28 días, los mismos están reflejados en

las Figuras 3.4 y 3.5.

Tabla 3.6: Resumen de Compresión Simple de las muestras de suelo-Cemento a los 7 días.

% de cemento


2)

Deformación (mm)

3 264 17

6 509 16.94

9 776 8.4

Tabla 3.7: Resumen de Compresión Simple de las muestras de suelo-Cemento a los 28 días.

% de cemento


2)

Deformación (mm)

3 322 20.18

6 726 19.18

9 986 20.14




Figura 3.4: Curvas promedio del Ensayo a Compresión simple a los 7 días de las muestras de

suelo-Cemento Portland.

Figura 3.5: Curvas promedio del Ensayo a Compresión Simple a los 28 días de las muestras de

suelo-Cemento Portland.

Para la determinación de la curva promedio del ensayo a compresión simple de suelo estabilizado

con 9% de cemento a los 28 días, no se tuvo en cuenta la muestra 3, debido a que los resultados

no se encuentran dentro del error.




Muestras de Suelo-Sistema ROCAMIX Líquido

El ensayo a compresión simple se le realizó a 5 muestras (Tabla 3.8 y 3.9) de suelo- Sistema

ROCAMIX Líquido para un 3%, 6% y 9% de cemento, realizadas con el molde del Mini Proctor a

los 7 y a los 14 días.

Tabla 3.8: Compresión simple de las muestras de suelo-Sistema ROCAMIX Líquido a los 7 días.

% de cemento


2)

Deformación (mm)

3 223 12.94

6 716 10.68

9 958 11.78

Tabla 3.9: Compresión simple de las muestras de suelo-Sistema ROCAMIX Líquido a los 14 días.

% de cemento


2)

Deformación (mm)

3 366 20.7

6 756 18.7

9 1246 16.3

Figura 3.6: Curvas promedio del Ensayo de Compresión Simple de suelo estabilizado con Sistema

ROCAMIX Líquido (3, 6 y 9% de cemento) a los 7 días.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 5 10 15 20

Esfu

erz

o n

orm

al (σ

n)

kN/m

2 )

Deformación (mm)

Sistema Rocamix (3%)






Figura 3.7: Curvas promedio del Ensayo a Compresión Simple de suelo estabilizado con Sistema

ROCAMIX Líquido (3, 6 y 9% de cemento) a los 14 días.

3.6 Ascensión capilar


Para medir la ascensión capilar en las muestras de suelo-cemento, se elaboraron con el molde del

Mini Proctor, con la energía de compactación del Proctor Modificado, 5 muestras de suelo-cemento

para cada una de las dosificaciones de cemento utilizadas en esta investigación. Los valores

obtenidos en este ensayo aparecen en las Tablas 3.10, 3.11 y 3.12 y su representación en la

Figura 3.8.

Tabla 3.10: Ascensión capilar en muestras de suelo-Cemento Portland (3%).

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

5 10 15 20 25 30 35

Esfu

erz

o n

orm

al (σ

n)

kN/m

2

Deformación (mm)

Sistema Rocamix (9%)Sistema Rocamix (6%)Sistema Rocamix (3%)

Tiempo (min) Altura de ascensión capilar (cm)

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4 Muestra 5 Promedio

5 2.8 2.3 2.3 2 2.8 2.44

20 3.8 2.5 2.5 2.4 3 2.84

65 4 2.5 3 2.5 3 3

125 4.5 3 3.4 3 3.4 3.46

185 5 3.5 3.4 3.2 3.8 3.78

1440 8 8 8 8 8 8







5 1.4 1 1.8 1.3 2 1.5

20 1.8 1.5 2.5 2.1 2.6 2.1

65 4.5 3.6 4.2 2.8 4.2 3.86

125 5.7 4.4 4.5 3.4 4.5 4.5

185 7.8 5 8 4.5 6.8 6.42

1440 8 8 8 8 8 8




5 1.5 1.5 1.4 1 1.3 1.34

20 2 2.6 1.8 1.6 1.8 1.96

65 3 3.2 3 2 2 2.64

125 4.5 4.8 3.5 4.6 3.5 4.18

185 6.4 7 4.5 5.7 5.5 5.82

1440 8 8 8 8 8 8

Figura 3.8: Representación de la Ascensión Capilar promedio de las muestras de suelo-Cemento

Portland (3%, 6% y 9%).




Muestras de Suelo-Sistema ROCAMIX Líquido.

Para medir la ascensión capilar en las muestras de suelo-Sistema ROCAMIX Líquido , se

elaboraron con el molde del Mini Proctor, con la Energía de Compactación del Proctor Modificado,

5 muestras de suelo-Sistema ROCAMIX Líquido(3, 6 y 9% de cemento). Los valores obtenidos en

este ensayo aparecen en las Tablas 3.13, 3.14 y 3.15, en la Figura 3.9.

Tabla 3.13: Ascensión capilar en muestras de suelo-Sistema ROCAMIX Líquido (3% cemento)



.



5 2 2.3 2.5 2.1 2.8 2.34

20 3 2.8 2.8 3.6 4.1 3.26

65 3.4 3.6 4.4 4.3 5.5 4.24

125 4.5 5.2 4.8 5 5.5 5

185 - - - - - -

1440 6.8 5.8 6.5 6.3 8 6.68



5 1.8 1.5 1.7 1.5 1.7 1.64

20 2.3 2.6 2.8 2.8 2.6 2.62

65 2.8 3 4 3 4.3 3.42

125 4.3 4 5.2 4.2 5 4.54

185 - - - - - -

1440 4.7 4.6 5.8 4.6 5.8 5.1



5 2 1.6 2.1 1.2 2 1.8

20 2.1 2.8 3.2 2.6 3.1 2.8

65 3 3.4 4 3.4 4.3 3.6

125 4.5 5 5.2 5.1 5.7 5.1

185 - - - - - -

1440 7.5 8 8 7.6 8 7.8




Figura 3.9: Representación de la Ascensión capilar promedio en las muestras de suelo-Sistema

ROCAMIX Líquido (3, 6 y 9% de cemento).

3.7 Comparación de los resultados de las muestras de suelo antes y después de ser estabilizado

3.7.1 Ensayo a corte directo

Las Figuras 3.10, 3.11 y 3.12 reflejan las curvas promedio correspondientes al ensayo de

cortante directo para las diferentes dosificaciones. Los valores obtenidos de los parámetros

de resistencia del suelo estabilizado aparecen en la Tabla 3.16 y 3.17.




Figura 3.10: Curvas promedio de Cortante Directo (con 3% de cemento).


0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250 300 350

Esfu

erz

o t

ange

nci

al (ζ)

kN

/m2

Esfuerzo normal (σn)kN/m2

Suelo Formación Toledo

3% de cemento

3% de cemento-Sistema Rocamix

0

50

100

150

0 50 100 150 200 250 300 350

Esfu

erz

o t

ange

nci

al (ζ)

kN

/m2



6% de cemento






Tabla 3.16: Resumen del Ensayo de Cortante Directo. Cohesión del suelo.

Suelo-cemento Suelo-Sistema-ROCAMIX

líquido

% de cemento

Cohesión (kN/m

2)

Cohesión (kN/m

2)

Diferencia de la cohesión respecto al suelo-cemento (%)

0 95 - -

3 65 50 -23.1

6 50 40 -20.0

9 45 40 -11.1

Tabla 3.17: Resumen del Ensayo de Cortante Directo. Fricción del suelo.

Suelo-cemento Suelo-Sistema ROCAMIX

líquido

% de cemento Fricción (º) Fricción (º) Diferencia de la fricción respecto al suelo-cemento (%)

0 7.5 - -

3 16 13 -18.8

6 17 17 0

9 18 14 -22.2

0

50

100

150

0 50 100 150 200 250 300 350

Esfu

erz

o t

ange

nci

al (ζ)

kN

/m2



9% de cemento





3.7.2 Compresión simple

En las Figuras 3.13, 3.14 y 3.15 se presentan las curvas promedio correspondientes a los

ensayos de compresión simple de las muestras de: suelo natural, de cemento y Sistema

ROCAMIX líquido para las dosificaciones de cemento de 3, 6 y 9% respectivamente. Los

valores están reflejados en la Tabla 3.18.

Tabla 3.18: Resumen del ensayo de Compresión Simple a los 7 días.

Suelo-cemento Suelo-Sistema ROCAMIX

líquido

% de cemento Esfuerzo normal (kN/m2)

Esfuerzo normal (kN/m2)

Diferencia del esfuerzo normal respecto al suelo-cemento (%)

0 120 120 0

3 264 223 -15.53

6 509 716 40.67

9 776 958 23.45

Figura 3.13: Curvas promedio de Compresión Simple a los 7 días (con 3% de cemento).

0

50

100

150

200

250

300

0 5 10 15 20 25 30 35

Esfu

erz

o n

orm

al (

kN/m

2 )

Deformación (mm)

Suelo Formación Toledo3% de cemento

3% de cemento -Sistema Rocamix






0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 5 10 15 20 25 30 35

Esfu

erz

o N

orm

al (

kN/m

2 )

Deformación (mm)


6% de cemento


0

200

400

600

800

1000

1200

0 5 10 15 20 25 30 35

Esfu

erz

o n

orm

al (

kN/m

2)

Deformación (mm)


9% de cemento





3.7.3 Resultados de las muestras de Ascensión capilar de suelo antes y

después de ser estabilizado

En las Figuras 3.16, 3.17 y 3.18 se presentan las curvas correspondientes al ensayo de ascensión

capilar para las muestras de suelo, las de suelo-Cemento Portland y las de suelo-Sistema

ROCAMIX Líquido para las dosificaciones de 3, 6 y 9% de cemento. Las diferencias entre los

valores promedios obtenidos se presentan en las Tablas 3.19, 3.20 y 3.21.

Figura 3.16: Ascensión capilar del suelo estabilizado (3% de cemento).

Figura 3.17: Ascensión capilar en muestras de suelo estabilizado (6% de cemento).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440

Alt

ura

de

asc

en

sió

n (

cm)

Tiempo (min)

Muestras de suelo

Muestras de suelo-cemento (3%)

Muestras de suelo-cemento (3%) con Rocamix

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440

Alt

ura

de

asc

en

sió

n (

cm)

Tiempo (min)

Muestras de suelo

Muestras de suelo-cemento (6%)

Muestras de suelo-cemento (6%) con Rocamix




Figura 3.18: Ascensión capilar en muestras de suelo estabilizado (9% de cemento).

Tabla 3.19: Resumen del ensayo de ascensión capilar para 3% de cemento.

Tiempo (min)

Altura de ascensión (cm)

Diferencia respecto al 3% de cemento (%)

3% de cemento

3% de cemento y Sistema ROCAMIX

Líquido

5 2.44 2.34

-4.1

20 2.84 3.26 14.8

65 3 4.24 41.3

125 3.46 5 44.5

185 3.78 - -

1440 8 6.68 -0.17


Tiempo (min)


Diferencia respecto al 6% de cemento (%) 6% de cemento


Líquido

5 1.5 1.64

9.3

20 2.1 2.62 24.8

65 3.86 3.42 -11.4

125 4.5 4.54 0.89

185 6.4 - -

1440 8 5.1 -36.3





Tiempo (min)


Diferencia respecto al 9% de cemento (%) 9% de

cemento


Líquido

5 1.34 1.78

32.8

20 1.96 2.76 40.8

65 2.64 3.62 37.1

125 4.18 5.1 22.0

185 5.82 - -

1440 8 7.82 -2.3

3.8 Conclusiones parciales del capítulo

Cortante directo:

- La cohesión y la fricción del suelo-Sistema ROCAMIX Líquido para un 3, 6 y 9% de

cemento, disminuye con respecto a los parámetros de resistencia obtenidos en las

muestras de suelo-Cemento Portland.

- La cohesión en las muestras de suelo-cemento (6%) es superior a la del suelo-Sistema

ROCAMIX Líquido, la fricción se mantiene constante en ambos casos.

- La cohesión en las muestras de suelo-Sistema ROCAMIX Líquido para un 3, 6 y 9% se

mantiene constante.

Compresión simple:

- El esfuerzo normal (σn) obtenido a los 7 días en las muestras ensayadas de suelo

mejorado, aumenta con respecto a la obtenida en el suelo en su estado natural (tanto para

las muestras de suelo-Cemento Portland como para las de suelo-Sistema ROCAMIX

Líquido).

Ascensión capilar:

La altura de ascensión en las muestras ensayadas disminuye con la adición del Sistema

ROCAMIX Líquido para las dosificaciones de 3 y 6% de cemento.

Conclusiones y Recomendaciones


Departamento de Ingeniería Civil. CUJAE, 2010 Página 51

Conclusiones

Los resultados alcanzados en el laboratorio de Mecánica de Suelos, en el estudio correspondiente

al suelo de la Formación Toledo para determinar su comportamiento en estado natural y una vez

estabilizado, tanto en la caracterización del material mediante los ensayos para la determinación

de las propiedades físicas del suelo estudiado, como la del ensayo a cortante directo, son

confiables si los comparamos con otros trabajos realizados con el suelo de esta Formación,

realizados en los laboratorios de Mecánica de Suelos (ISPJAE) y en otros laboratorios de Cuba.

El suelo de la Formación Toledo estudiado en este trabajo se clasifica como un suelo A-7-6 (16)

(arcilla de alta compresibilidad y alto cambio de volumen), está constituido por un elevado

porcentaje de materiales finos (limos y arcillas), en más de un 90%, lo que justifica que su

resistencia al corte y a la deformación sea baja.

La cohesión del suelo de la Formación Toledo estabilizado con Sistema ROCAMIX Líquido (6% de

cemento) disminuye 1,4 veces respecto a la cohesión que presenta el suelo natural, siendo muy

similar a lo que ocurre en el suelo estabilizado con Cemento Portland.

La fricción del suelo de la Formación Toledo estabilizado con Sistema ROCAMIX Líquido (6% de

cemento) aumenta 1,3 veces respecto a la fricción que presenta el suelo natural, siendo muy

similar a lo que ocurre en el suelo estabilizado con Cemento Portland.

El esfuerzo normal (σn) en el ensayo a compresión simple a los 7 días para la dosificación del

Sistema ROCAMIX Líquido (6% de cemento) se obtiene el mayor incremento de resistencia a la

compresión simple con respecto a las muestras estabilizadas con cemento (+40%), y hasta 5

veces superior a la resistencia de las muestras de suelo en estado natural.

La ascensión capilar en las muestras de suelo estabilizadas con Sistema ROCAMIX Líquido (6%

de cemento) disminuye significativamente con respecto a las muestras con dosificación de Sistema

ROCAMIX Líquido (9% de cemento) y en menor medida con al dosificación de Sistema ROCAMIX

Líquido (3% de cemento)

De forma general las mejoras en propiedades del suelo de la Formación Toledo estabilizado con

Sistema ROCAMIX Líquido se evidencia en la disminución del nivel de ascensión capilar en 24

horas y el incremento de la resistencia a la compresión simple, mientras que en el caso de los

parámetros de resistencia a cortante (cohesión y fricción) se comportan de manera similar por

ambos métodos de estabilización (Cemento Portland y Sistema ROCAMIX Líquido).


Departamento de Ingeniería Civil. CUJAE, 2010 Página 52

Recomendaciones:

Se recomienda que se realicen trabajos que evalúen una buena dosificación vs costo para el

Cemento Portland y el sistema ROCAMIX Líquido, y cómo varían las propiedades físicas y

mecánicas de los suelos al ser estabilizados por estos medios.

Evaluar el comportamiento de los parámetros de la resistencia a esfuerzo cortante, compresión

simple y ascensión capilar con el sistema ROCAMIX LÍQUIDO en suelos de otras formaciones.

Investigar en este tipo de suelo como influye el sistema ROCAMIX LÍQUIDO en la permeabilidad.

Referencias bibliográficas y

Bibliografía

Referencia Bibliográfica y Bibliografía

Referencias bibliográficas

Arizpe Narro, G. (2007): Opciones de estabilización de suelos.

http://www.rentauningeniero.com/suelos/estabilizacion-de-suelo.html

Lara López, T y Garrido Cepeda, A: (2004). Mejoramiento de suelos. Capítulo 9. pp.8.

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Luengo, T. (1999): Compactación de Suelos (Funciones de los estabilizadores).

http://html.rincondelvago.com/compactacion-de-suelos.html

Olmedo Benítez, R (2005): Efectividad del aditivo azúcar de caña en las mezclas de

suelo-cemento Portland con fines viales. Revista Ingeniería Civil. No.2, pp.36

Rodríguez, P (1998): Edafología. Composición granulométrica. Dosificación de

cemento. Herramienta. Maquinaria.

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Bibliografía

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Arizpe Narro, G. (2009): “ESTABILIZACION DE SUELOS Parte II (Estabilización de

arcilla con cal, Método GAN)” (Articuloz SC #106023).

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de-arcilla-con-cal-metodo-gan-106023.html

Juárez B, E y Rico R, A.(1963): Fundamentos de mecánica de suelos. Tomo 1. Edición

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Márquez, J. (2006): Mecánica de suelos y estudios geotécnicos en obras de ingeniería.

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Referencia Bibliográfica y Bibliografía

Normas:

NC.10.1998: “Geotecnia. Preparación de las muestras de suelos”.

NC 18: 1999: “Geotecnia. Determinación de la resistencia a la compresión axial no

confinada de suelos cohesivos”.

NC 19: 1999: “Geotecnia. Determinación del peso especifico de los suelos”. NC20:

“Geotecnia. Determinación de la granulometría de los suelos”.

NC58.2000: “Geotecnia. Determinación del límite liquido, límite plástico e índice de

plasticidad de los suelos”.

NC59.2000: “Geotecnia. Clasificación geotécnica de los suelos”

NC.054.148.88: “Geotecnia . Determinación de la Compactación del Proctor”.

NC.325.2004: “Geotecnia. Determinación de la resistencia al esfuerzo cortante directo”.

Anexos

Anexos 1


ISPJAE LABORATORIO DE GEOTECNIA


ANEXO 1.1.1: Análisis

Granulométrico

Peso Material Húmedo 500g

Peso Material Seco(Ws1) 500.85g

1/Peso.Material.Seco(100) 0.20

Peso Seco (Ws2) 80.44g

Obra: _ Suelo Formación Toledo

Muestra: _1_______

Observaciones: Suelo de color blanco.

Tamiz

R E T E N I D O Pasado

P A R C I A L

Tanto por ciento del

(gr) Parcial Total Total

- - - 100

15.9 3.18 3.18 96.82

17.51 3.50 6.68 93.32

No.4 15.89 3.18 9.86 90.14

No.10 15.01 3.00 12.86 87.14

No.20 7.30 1.46 14.32 85.68

No.40 3.4 0.68 15.00 85

No.60 1.48 0.30 15.30 85

No.100 1.70 0.34 15.64 84.35

No.200 1.70 0.34 15.98 84.02

Fondo 0.24 0.05 16.03 83.97

∑= 80.13g

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0010,010,1110

% p

as

ad

o

Tamaño de las partículas (mm)

muestra 1

Anexos 1





Granulométrico






Muestra: _2_______


Tamiz


P A R C I A L



- - - 100

20.62 6.19 6.19 93.81

13.56 4.07 10.26 89.74

No.4 12.37 3.71 13.97 86.03

No.10 11.61 3.48 17.45 82.55

No.20 5.74 1.72 19.17 80.83

No.40 2.36 0.71 19.88 80.12

No.60 1.21 0.36 20.24 79.76

No.100 0.89 0.27 20.51 79.49

No.200 0.45 0.14 20.65 79.35

Fondo 0.10 0.03 20.68 79.32

∑= 68.91g

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0010,010,1110

% p

as

ad

o


muestra 2

Anexos 1





Granulométrico






Muestra: _3_______


Tamiz


P A R C I A L



- - - 100

- - - 100

30.2 12.08 12.08 87.92

No.4 6.50 2.60 14.68 85.32

No.10 6.82 2.72 17.41 82.40

No.20 3.90 1.56 19.16 80.84

No.40 1.20 0.48 19.64 80.36

No.60 0.32 0.16 19.80 80.20

No.100 0.41 0.16 19.96 80.04

No.200 0.24 0.10 20.06 79.94

Fondo 0.03 0.01 20.07 79.93

∑= 49,53g

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0010,010,1110

% p

as

ad

o


muestra 3

Anexos


ISPJAE FACULTAD DE

INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE GEOTECNIA

ANEXO 1.2.1: Determinación del límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de los suelos.

OBRA: Suelo Formación Toledo FECHA: 18-3-2010

MUESTRA: 1

Límite Líquido Límite Plástico

N° DE GOLPES 39 36 34 29 23 20

PESAFILTRO 4 16 10 13 15 14 9 13

MASA HUMEDA (g) 17,3 14,48 14,57 18,65 16,34 17,2 15,91 14

MASA SECA (g) 14,27 12,2 12,61 14,75 13,21 14,19 14,79 13,23

TARA 9,16 8,56 9,5 8,88 8,58 9,77 11 10,68

% HUMEDAD 59,3 62,6 63 66,4 67,6 68,1 29,55 30,2

RESULTADOS FINALES

LL 67,70% LP 29,90% IP 37,80%

ISPJAE FACULTAD DE




MUESTRA: 2


N° DE GOLPES 39 35 32 28 24 21

PESAFILTRO 1 6 8 11 18 19 3 11

MASA HUMEDA (g) 17,3 14,48 14,57 18,65 16,34 17,2 15,91 14

MASA SECA (g) 14,67 15,39 17,48 14,64 17,65 16,88 12,88 13,15

TARA 12,66 13,20 14,34 12,25 14,45 14,08 12,33 12,57

% HUMEDAD 9,28 9,58 9,34 8,51 9,45 9,71 10,40 10,62

RESULTADOS FINALES

LL 63,60% LP 29,10% IP 34,50%

Anexos


ISPJAE FACULTAD DE




MUESTRA: 3


N° DE GOLPES 30 27 23 19 14 12

PESAFILTRO 3 17 19 33 36 39 11 12

MASA HUMEDA (g) 15,28 16,25 16,91 16,84 16,84 16,71 12,52 13,78

MASA SECA (g) 12,80 13,52 13,89 13,73 13,81 13,95 12,01 13,08

TARA 8,70 9,10 9,13 8,85 9,11 9,70 10,33 10,69

% HUMEDAD 60,5 61,8 63,4 64,7 64,5 64,9 30,36 29,29

RESULTADOS FINALES

LL 62,80% LP 29,80% IP 33,00%

ISPJAE FACULTAD DE




MUESTRA: 4


N° DE GOLPES 35 33 30 26 23 19

PESAFILTRO 10 20 21 34 35 37 14 15

MASA HUMEDA (g) 19,46 17,10 13,13 14,31 15,75 16,26 13,14 13,02

MASA SECA (g) 15,77 14,14 11,76 12,32 13,46 13,61 12,63 12,38

TARA 9,32 9,01 9,41 9,05 9,77 9,34 10,77 10,19

% HUMEDAD 57,2 57,7 58,3 60,9 62,1 62,1 27,42 29,22

RESULTADOS FINALES

LL 60,0% LP 28,30% IP 31,70%

Anexos


ISPJAE FACULTAD DE




MUESTRA: 5


N° DE GOLPES 31 28 25 22 20 17

PESAFILTRO 14 18 19 24 28 30 13 40

MASA HUMEDA (g) 13,68 13,93 16,71 17,38 14,62 16,10 12,14 11,73

MASA SECA (g) 12,10 12,23 13,86 14,36 12,39 13,43 11,48 11,15

TARA 9,51 9,40 9,24 9,48 8,71 9,15 9,12 9,21

% HUMEDAD 61,0 60,1 61,7 61,9 60,6 62,4 28,0 29,9

RESULTADOS FINALES

LL 61,5% LP 29,0% IP 32,50%

55

57

59

61

63

65

67

69

71

10 15 20 25 30 35 40

Po

rce

nta

je d

e h

um

ed

ad

Número de golpes

muestra 1

muestra 2

muestra 3

muestra 4

muestra 5

Anexos


º Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

TEMPERATURA .°C 26.5 26.5 29.6 26.5 29.5 26.9

FRASCO 19 43 15 19 31 17

(a) PESO DEL SUELO SECADO EN ESTUFA 20.41 20.18 20.06 20.21 20.20 20.05

(b) PESO DEL FRASCO LLENO DE AGUA 338.69 328.0 340.58 338.59 334.36 333.05

(c) = (a) + (b) 359.10 348.18 360.64 358.80 354.56 353.10

(d) = PESO DEL FRASCO + AGUA + SUELO 351.11 340.21 352.94 350.93 346.89 345.48

(e) VOLUMEN DEL AGUA DESPLAZADA (c) – (d)

7.99 7.97 7.82 7.87 7.67 7.62

g =(a)/ (e) 2.55 2.53 2.57 2.57 2.63 2.63

PESO ESPECÍFICO PROMEDIO γs 24.92

25.21

25.80

DESCRIPCIÓN: (Gs) 2.54

2.57

2.63

ISPJAE


LABORATORIO DE GEOTECNIA

ANEXO 1.3: Determinación del peso específico del suelo.

OBRA: Suelo Formación Toledo

Anexos


máxd : 13.33 kN/m3

ωopt: 27.0 % Volumen (V): 1102 cm3

No. capas: 5 No. golpes / capas: 25

Peso del martillo: 44.5 N Caída libre: 457.2 mm Energía: 2696 kN-m⁄m3

PASO No. 1 2 3 4 5 6

PESO HÚMEDO + TARA (Wht) 6442 6543 6760 6787 6700 6673

TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1157 1258 1475 1502 1415 1388

DENSIDAD HÚMEDA ( f)

V

TWhtF ( kN/m

3)

10.30 11.20 13.13 13.37 12.60 12.36

PESAFILTRO No. 1 5 6 3 38 40

a) AGUA 150 150 180 180 150 90

PESO HÚMEDO + TARA (Wht) 51.0 73.77 63.96 64.05 67.75 67.04

PESO SECO + TARA (Wst) 48.68 67.65 56.83 55.89 57.66 56.51

TARA (T) 25.43 25.64 21.27 25.51 25.84 25.62

b) PESO SECO (Wst –T) 23.25 42.01 35.56 30.38 31.82 30.89

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 10.0 14.6 20.1 26.9 31.7 34.1

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

10.29 11.18 13.10 13.33 12.56 12.32

ISPJAE



ANEXO 1.6.1: Compactación Proctor Modificado.


MUESTRA: 1

Anexos


: 13.33 kN/m3

ωopt: 27.0 % Volumen (V): 1102 cm No. capas: 5 No. golpes / capas:

25 Peso del martillo: 44.5 N Caída libre: 457.2 mm Energía: 2696 kN-m⁄m

PASO No. 1 2 3 4 5 6


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1135 1405 1500 1475 1365 1313


V

TWhtF ( kN/m

3)

10.10 12.51 13.35 13.13 12.15 11.69


a) AGUA 180 180 180 180 150 90



TARA (T) 25.43 25.51 25.64 21.27 25.84 25.62

b) PESO SECO (Wst –T) 27.00 33.59 31.31 26.29 26.60 29.73

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 11.6 16.9 23.3 27.7 34.8 37.0

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

10.09 12.49 13.32 13.09 12.11 11.65

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 2

Anexos


: 13.33 kN/m3



PASO No. 1 2 3 4 5 6


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1225 1355 1495 1455 1370 1319


V

TWhtF ( kN/m

3)

10.90 12.06 13.31 12.95 12.20 11.74

PESAFILTRO No. 42 44 30 122 15 24

a) AGUA 180 180 180 180 150 90



TARA (T) 20.99 21.53 25.49 25.47 29.20 33.58

b) PESO SECO (Wst –T) 31.66 29.8 37.29 29.89 49.67 47.44

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 11.6 16.4 23.5 30.1 35.6 37.9

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

10.89 12.04 13.28 12.91 12.16 11.70

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 3

Anexos


: 13.33 kN/m3

ωopt: 27.0 % Volumen (V): 1102 cm No. capas: 5 No. golpes / capas: 25

Peso del martillo: 44.5 N Caída libre: 457.2 mm Energía: 2696 kN-m⁄m

PASO No. 1 2 3 4 5 6


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1205 1395 1525 1487 1387 1340


V

TWhtF ( kN/m

3)

10.73 12.42 13.58 13.24 12.35 11.93


a) AGUA 180 180 180 180 150 90



TARA (T) 25.43 25.51 25.64 21.27 25.84 25.62

b) PESO SECO (Wst –T) 39.51 21.30 29.45 29.71 23.84 20.99

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 12.0 17.8 25.2 28.9 34.3 36.8

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

10.72 12.40 13.55 13.20 12.31 11.89

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 4

Anexos


: 13.33 kN/m3

ωopt: 27.0 % Volumen (V): 1102 cm No. capas: 5 No. golpes / capas: 25

Peso del martillo: 44.5 N Caída libre: 457.2 mm Energía: 2696 kN-m⁄m

PASO No. 1 2 3 4 5 6


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1285 1360 1510 1475 1405 1390


V

TWhtF ( kN/m

3)

11.44 12.11 13.44 13.13 12.51 12.37

PESAFILTRO No. 42 44 30 122 15 24

a) AGUA 180 180 180 180 150 90



TARA (T) 20.99 21.53 25.49 25.47 29.20 33.58

b) PESO SECO (Wst –T) 20.99 21.53 25.49 25.47 29.20 33.58

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 11.8 16.6 23.9 28.8 35.3 42.2

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

11.43 12.09 13.41 13.09 12.47 12.32

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 5

Anexos


Muestra 1

Tiempo (min)

Desplazamiento tangencial calculado (mm)


Fuerza tangencial (Kg)


2)

0,5 0,31 40 3,1 8,67

1 0,61 81 6,3 17,55

1,5 0,92 122 9,5 26,43

2 1,22 198 15,4 42,9

2,5 1,53 269 21 58,28

3 1,83 320 25 69,33

3,5 2,14 350 27,3 75,83

4 2,44 399 31,1 86,45

4,5 2,75 495 38,6 107,25

5 3,05 330 25,7 71,5

5,5 3,36 285 22,2 61,75

10

11

12

13

14

15

16

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Pe

so e

spe

cífi

co s

eco

(Y

d)

kN/m

3

Humedad (%)

muestra1

muestra2

muestra 3

muestra 4

muestra 5

100% de saturación

ISPJAE



ANEXO 1.7: Ensayo a cortante directo. OBRA: Suelo Formación Toledo

Esfuerzo normal aplicado: 100kN/m2

Anexos


Muestra 2

Tiempo (min)


Lecturas en el anillo (divisiones) Fuerza tangencial (Kg)

Esfuerzo tangencial (kN/m2)

0,5 0,31 90 7,02 19,5

1 0,61 135 10,53 29,25

1,5 0,92 150 11,7 32,5

2 1,22 120 9,36 26

2,5 1,53 92 7,176 19,93

3 1,83 65 5,07 14,08

3,5 2,14 76 5,928 16,47

4 2,44 55 4,29 11,92

4,5 2,75 49 3,822 10,62

Muestra 3

Tiempo (min)


Lecturas en el anillo (divisiones) Fuerza tangencial (Kg)


0,5 0,31 30 2,34 7

1 0,61 120 9,36 26

1,5 0,92 255 19,89 55

2 1,22 367 28,626 80

2,5 1,53 458 35,724 99

3 1,83 530 41,34 115

3,5 2,14 422 32,916 91

4 2,44 422 32,916 91

4,5 2,75 320 24,96 69

5 3,05 298 23,244 65

Muestra 4

Tiempo (min)



Fuerza tangencial (Kg)


0,5 0,31 22 1,716 5

1 0,61 30 2,34 7

1,5 0,92 110 8,58 24

2 1,22 182 14,196 39

2,5 1,53 285 22,23 62

3 1,83 368 28,704 80

3,5 2,14 430 33,54 93

4 2,44 478 37,284 104

4,5 2,75 500 39 108

5 3,05 435 33,93 94

5,5 3,36 340 26,52 74

Anexos


Muestra 5

Tiempo

Desplazamiento tangencial Lecturas en el anillo Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial

(min) calculado (mm) (divisiones) (Kg) (kN/m2)

0,5 0,31 38 2,96 8

1 0,61 42 3,28 9

1,5 0,92 72 5,62 16

2 1,22 174 13,57 38

2,5 1,53 235 18,33 51

3 1,83 300 23,4 65

3,5 2,14 362 28,24 78

4 2,44 418 32,604 91

4,5 2,75 465 36,27 101

5 3,05 456 35,57 99

5,5 3,36 435 33,93 94

Muestra 1

Tiempo

Desplazamiento tangencial


Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial


0,5 0,31 46 3,59 10

1 0,61 122 9,52 26

1,5 0,92 230 17,94 50

2 1,22 305 23,8 66

2,5 1,53 365 28,5 79

3 1,83 415 32,4 90

3,5 2,14 454 35,4 98

4 2,44 470 36,7 102

4,5 2,75 492 38,4 107

5 3,05 496 38,7 107

5,5 3,36 489 38,1 106

ISPJAE





Anexos


Muestra 2

Tiempo



Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial


0,5 0,31 45 3,5 10

1 0,61 94 7,3 20

1,5 0,92 204 15,9 44

2 1,22 295 23 64

2,5 1,53 362 28,2 78

3 1,83 422 32,9 91

3,5 2,14 486 37,9 105

4 2,44 545 42,5 118

4,5 2,75 589 45,9 128

5 3,05 621 48,4 135

5,5 3,36 635 49,5 138

6 3,66 595 46,4 129

6,5 3,97 420 32,8 91

Muestra 3

Tiempo Desplazamiento tangencial


Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial


0,5 0,31 60 4,7 13

1 0,61 94 7,3 20

1,5 0,92 210 16,4 46

2 1,22 309 24,1 67

2,5 1,53 398 31 86

3 1,83 490 38,2 106

3,5 2,14 575 44,9 125

4 2,44 650 50,7 141

4,5 2,75 510 39,8 111

5 3,05 396 30,9 86

Anexos


Muestra 4

Tiempo



Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial


0,5 0,31 40 3,1 9

1 0,61 130 10,1 28

1,5 0,92 194 15,1 42

2 1,22 245 19,1 53

2,5 1,53 303 23,6 66

3 1,83 348 27,1 75

3,5 2,14 387 30,2 84

4 2,44 416 32,4 90

4,5 2,75 440 34,3 95

5 3,05 457 35,6 99

5,5 3,36 464 36,2 101

6 3,66 459 35,8 99

6,5 3,97 445 34,7 96

Muestra 5



Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial


0,5 0,31 41 3,2 9

1 0,61 90 7 20

1,5 0,92 110 8,6 24

2 1,22 230 17,9 50

2,5 1,53 358 27,9 78

3 1,83 365 28,5 79

3,5 2,14 448 34,9 97

4 2,44 515 40,2 112

4,5 2,75 566 44,1 123

5 3,05 446 34,8 97

5,5 3,36 446 34,8 97

6 3,66 446 34,8 97

6,5 3,97 398 31 86

Anexos


Muestra 1



Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial


0,5 0,31 28 2,18 6,07

1 0,61 30 2,34 6,5

1,5 0,92 122 9,52 26,43

2 1,22 230 17,94 49,83

2,5 1,53 333 25,97 72,15

3 1,83 423 32,99 91,65

3,5 2,14 505 39,39 109,42

4 2,44 569 44,38 123,28

4,5 2,75 600 46,8 130

5 3,05 587 45,79 127,18

5,5 3,36 538 41,96 116,57

Muestra 2

Tiempo



Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial


0,5 0,31 34 2,65 7,37

1 0,61 40 3,12 8,67

1,5 0,92 46 3,59 9,97

2 1,22 175 13,65 37,92

2,5 1,53 288 22,46 62,4

3 1,83 375 29,25 81,25

3,5 2,14 438 34,16 94,9

4 2,44 474 36,97 102,7

4,5 2,75 495 38,61 107,25

5 3,05 527 41,11 114,18

5,5 3,36 545 42,51 118,08

6 3,66 556 43,37 120,47

6,5 3,97 554 43,21 120,03

7 4,27 522 40,72 113,1

ISPJAE





Anexos


Muestra 3



Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial


0,5 0,31 18 1,4 3,9

1 0,61 138 10,76 29,9

1,5 0,92 225 17,55 48,75

2 1,22 302 23,56 65,43

2,5 1,53 382 29,8 82,77

3 1,83 448 34,94 97,07

3,5 2,14 490 38,22 106,17

4 2,44 556 43,37 120,47

4,5 2,75 610 47,58 132,17

5 3,05 663 51,71 143,65

5,5 3,36 705 54,99 152,75

6 3,66 590 46,02 127,83

6,5 3,97 512 39,94 110,93

Muestra 4

Tiempo



Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial


0,5 0,31 62 4,84 13,43

1 0,61 156 12,17 33,8

1,5 0,92 220 17,16 47,67

2 1,22 298 23,24 64,57

2,5 1,53 362 28,24 78,43

3 1,83 418 32,6 90,57

3,5 2,14 464 36,19 100,53

4 2,44 496 38,69 107,47

4,5 2,75 515 40,17 111,58

5 3,05 524 40,87 113,53

5,5 3,36 517 40,33 112,02

6 3,66 488 38,06 105,73

Anexos


Muestra 5

Tiempo



Fuerza tangencial

Esfuerzo tangencial


0,5 0,31 42 3,28 9,1

1 0,61 60 4,68 13

1,5 0,92 190 14,82 41,17

2 1,22 287 22,39 62,18

2,5 1,53 395 30,81 85,58

3 1,83 490 38,22 106,17

3,5 2,14 585 45,63 126,75

4 2,44 656 51,17 142,13

4,5 2,75 712 55,54 154,27

5 3,05 710 55,38 153,83

5,5 3,36 520 40,56 112,67

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250 300 350

Esfu

erz

o t

ange

nci

al (ζ)

kN/m

2


Parámetros de resistencia de las muestras de suelo.

muestra 1

muestra 2

muestra 3

muestra 4

Anexos


Muestra 1 Peso: 158,62g tiempo (seg)

carga (Kg)

deformación (mm)


2)

30 1 3,1 8

60 2 4,7 15,9

90 3 6,2 23,9

120 8 10,4 63,6

150 15 16,7 119,3

180 17 23,6 135,2

210 12 31,5 95,5

240 6 35,2 47,7


carga (Kg)

deformación (mm)


2)

30 1,6 13,5 12,7

60 2 15,6 15,9

90 3,6 17,7 28,6

120 4,2 19,4 33,4

150 8 24,2 63,6

180 14 29,8 111,4

210 16 35,7 127,3

240 16 42,4 127,3

270 12 49,5 95,5

300 9 56,9 71,6

ISPJAE



ANEXO 1.8: Ensayo a compresión simple. OBRA: Suelo Formación Toledo

Diámetro de las muestras: 4cm Altura de las muestras: 8cm

Área de las muestras: 12.57cm2

Volumen de las muestras: 100.56cm3

Anexos



carga (Kg)

deformación (mm)


2)

30 2 6,1 15,9

60 3,8 6 30,2

90 5 7,5 39,8

120 10 13,4 79,6

150 15,6 20,2 124,1

180 16,4 27,8 130,5

210 12 35,8 95,5

240 4 46,4 31,8

Muestra 4 Peso: 162,42g

tiempo (seg)

carga (Kg)

deformación (mm)


2)

30 2 0,2 15,9

60 3 2,3 23,9

90 4 4,1 31,8

120 8 9,5 63,6

150 14 15,9 111,4

180 19 22,4 151,2

210 20 29,6 159,1

240 15 39 119,3

270 3 49 23,9

Muestra 5 Peso: 154,35g

tiempo (seg)

carga (Kg)

deformación (mm)


2)

30 1 1,1 8

60 6 5,2 47,7

90 13 11 103,4

120 10 18,4 79,6

150 5 26,3 39,8

Anexos


: 13.33 kN/m3



PASO No. 1 2 3 4 5 6


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1130 1320 1450 1511 1430 1389


V

TWhtF ( kN/m

3)

10.06 11.75 12.91 13.45 12.73 12.36


a) AGUA 185 185 185 185 155 90



TARA (T) 25.43 25.51 25.64 21.27 25.84 25.62

b) PESO SECO (Wst –T) 32.68 28.43 28.51 27.82 29.72 24.75

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 10.1 15.6 21.2 26.7 32.6 34.6

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

10.05 11.73 12.88 13.41 12.69 12.32

máxd3

3

ISPJAE




OBRA: Suelo Formación Toledo (3% cemento)

MUESTRA: 1

Anexos


: 13.33 kN/m3



PASO No. 1 2 3 4 5 6


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1225 1435 1485 1441 1380 1330


V

TWhtF ( kN/m

3)

10.90 12.77 13.22 12.83 12.28 11.84

PESAFILTRO No. 30 44 42 122 15 24

a) AGUA 250 250 250 185 90 90



TARA (T) 25.49 21.53 20.99 25.47 29.20 33.58

b) PESO SECO (Wst –T) 27.67 24.59 26.55 22.44 37.63 33.54

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 13.2 19.4 28.2 35.7 35.8 38.3

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

10.89 12.75 13.18 12.78 12.24 11.79

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 2

Anexos


: 13.33 kN/m3



PASO No. 1 2 3 4 5 6


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1235 1445 1476 1350 1345 1235


V

TWhtF ( kN/m

3)

10.99 12.86 13.14 12.02 11.97 10.99


a) AGUA 250 250 250 185 155 250



TARA (T) 25.43 25.51 25.64 21.27 25.84 25.43

b) PESO SECO (Wst –T) 31.60 27.42 27.77 21.38 24.30 31.60

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 11.5 20.2 25.9 35.6 36.7 11.5

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

10.98 12.83 13.11 11.98 11.93 10.98

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 3

Anexos


: 13.33 kN/m3



PASO No. 1 2 3 4 5

PESO HÚMEDO + TARA (Wht) 6585 6765 6800 6754 6730

TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1300 1480 1515 1469 1445


V

TWhtF ( kN/m

3)

11.57 13.17 13.49 13.08 12.86

PESAFILTRO No. 1 3 5 6 38

a) AGUA 300 200 150 100 50

PESO HÚMEDO + TARA (Wht) 61.87 59.09 63.80 61.39 62.53

PESO SECO + TARA (Wst) 57.59 52.80 55.15 52.19 53.56

TARA (T) 25.43 25.51 25.64 21.27 25.84

b) PESO SECO (Wst –T) 32.16 27.29 29.51 30.92 27.72

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 13.3 23.1 29.3 29.8 32.4

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

11.55 13.14 13.45 13.04 12.82

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 1

Anexos


: 13.33 kN/m3



PASO No. 1 2 3 4 5


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1302 1478 1525 1498 1490


V

TWhtF ( kN/m

3)

11.59 13.16 13.58 13.34 13.26


a) AGUA 300 200 100 50 50



TARA (T) 25.62 25.84 20.99 21.53 25.47

b) PESO SECO (Wst –T) 27.65 25.90 29.09 30.01 26.78

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 14.2 22.9 26.9 27.4 27.6

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

11.57 13.13 13.54 13.30 13.22

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 2

Anexos


: 13.33 kN/m3



PASO No. 1 2 3 4 5


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1262 1445 1515 1512 1507


V

TWhtF ( kN/m

3)

11.23 12.86 13.49 13.46 13.42


a) AGUA 300 200 100 50 50



TARA (T) 25.43 25.51 25.64 21.27 25.84

b) PESO SECO (Wst –T) 34.60 29.76 29.11 34.50 26.87

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 14.1 19.5 26.3 27.3 28.2

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

11.21 12.83 13.45 13.42 13.38

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 3

Anexos


: 13.33 kN/m3



PASO No. 1 2 3 4 5


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1320 1445 1490 1515 1508


V

TWhtF ( kN/m

3)

11.75 12.86 13.26 13.49 13.42


a) AGUA 300 200 200 100 100



TARA (T) 25.43 25.51 25.64 21.27 25.84

b) PESO SECO (Wst –T) 31.80 31.23 28.57 34.00 17.46

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 13.9 19.0 22.4 30.6 32.9

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

11.73 12.84 13.23 13.45 13.38

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 1

Anexos


: 13.33 kN/m3



PASO No. 1 2 3 4 5


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1285 1499 1503 1465 1461


V

TWhtF ( kN/m

3)

11.44 13.34 13.38 13.04 13.01


a) AGUA 300 300 200 100 100



TARA (T) 25.84 25.62 20.99 21.53 25.47

b) PESO SECO (Wst –T) 30.70 25.12 31.48 29.79 26.60

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 13.8 21.8 29.2 29.9 33.6

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

11.42 13.31 13.34 13.00 12.97

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 2

Anexos


: 13.33 kN/m3



PASO No. 1 2 3 4 5


TARA (T) 5285 5285 5285 5285 5285

PESO HÚMEDO (Wht –T) 1303 1513 1525 1505 1486


V

TWhtF ( kN/m

3)

11.60 13.47 13.58 13.40 13.23


a) AGUA 300 300 200 100 100



TARA (T) 25.43 25.51 25.64 21.27 25.84

b) PESO SECO (Wst –T) 25.13 30.57 28.62 30.98 23.41

% HUMEDAD (ω) (a/b*100) 15.0 23.2 29.9 32.9 34.9

DENSIDAD SECA ( d )

100100 W

Fd ( kN/m

3)

11.58 13.44 13.54 13.36 13.18

máxd3

3

ISPJAE





MUESTRA: 3

Anexos


9

10

11

12

13

14

15

0 10 20 30 40 50

Pe

so e

spe

cífi

co s

eco

(Үd

máx)

kN/m

3

Humedad (%)

Compactación con el Proctor Modificado de suelo-cemento (3%).

muestra 1 (3%)

muestra 2 (3%)

muestra 3 (3%)

11

12

13

14

15

10 15 20 25 30 35

Pe

so e

spe

cífi

co s

eco

(Үd

máx)

kN/m

3

Humedad (%)


muestra 1 (6%)

muestra 2 (6%)

muestra 3 (6%)

11

12

13

14

0 10 20 30 40Pe

so e

spe

cífi

co s

eco

(Үd

máx)

kN/m

3

Humedad (%)


muestra 1 (9%)

muestra 2 (9%)

muestra 3 (9%)

Anexos


1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 300 600 900 1200 1500

Alt

ura

de

asc

en

sió

n (

cm)

Tiempo (min)

Ascensión capilar en muestras de suelo-cemento (3%).

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 300 600 900 1200 1500

Alt

ura

de

asc

en

sió

n (

cm)

Tiempo (min)


Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 300 600 900 1200 1500

Alt

ura

de

asc

en

sió

n (

cm)

Tiempo (min)


Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

Anexos


0

2

4

6

8

10

0 300 600 900 1200 1500

Alt

ura

de

asc

en

sió

n (

cm)

Tiempo (min)

Ascensión capilar en muestras de suelo-cemento (3%) con Rocamix.

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

0

1

2

3

4

5

6

7

0 300 600 900 1200 1500

Alt

ura

de

asc

en

sió

n (

cm)

Tiempo (min)

Ascensión capilar en muestras de suelo-cemento (6%) con Rocamix.

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 300 600 900 1200 1500

Alt

ura

de

asc

en

sió

n (

cm)

Tiempo (min)

Ascensión capilar en muestras de suelo-cemento (9%) con Rocamix

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

instituto superior politÉcnico 2010 - rocamix.es · en su estado natural, la granulometría, la...

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