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Título: Análisis del comportamiento de la permeabilidad en un suelo areno- arcilloso estabilizado con el Sistema Rocamix.

Autora: Yaimé C. Herrera Gutiérrez.

Tutores: Msc. Ing. Juan Mario Junco del Pino

Msc.Lic. Pedro Morales Quevedo.

Dedicatoria

Julio, 2014

Dedicatoria

Dedico la tesis a mi mamá por ser aquella persona capaz de apoyarme en los momentos más difíciles de mi vida, y además

por tener la dedicación y el empeño necesario en seguir educándome y guiarme por el buen camino, a pesar de todas

las barreras que pudieran haber existido.

Agradecimientos

Julio, 2014

Agradecimientos Agradezco a mis padres, Jorge L. y Zenaida por haberme guiado

durante estos 5 años de mi carrera. A mi cuñada Yeni y a mi hermano Yoel por aconsejarme y guiarme por

el camino correcto. A mis tutores Juan Mario Junco y Pedro Morales por la dedicación y el

interés que han tenido en forjarnos como buenos ingenieros. Al profesor Tejeda por haberme ayudado en los momentos que me

hacían falta, sin ningún problema. A los profesores del Local de Torres por brindarme dicho local y

apoyarme con los recursos para la realización del trabajo. A mi novio Alain, por la confianza y el apoyo que me ha brindado

durante todo este tiempo de tesis. A mis familiares por apoyarme cuando más lo necesitaba,

principalmente mi padrastro Alberto, mi abuela, mis tíos y tías. A mi amigo Sergio y a sus padres Cecilia y Sergio por ayudarme en los

momentos más difíciles de mi carrera. A mis primas, a mis primos, a mis amistades del aula y el resto de mis

compañeros de año, por ayudarnos unos a los otros.

¡A todos muchas Gracias!

Resumen

Julio, 2014

Resumen Mejorar las propiedades de los suelos mediante la estabilización con los productos químicos, constituye en la actualidad, unos de los mayores retos en el sector de la construcción, debido a la repercusión que tiene esta técnica en el costo de obras viales. El objetivo de este trabajo investigativo, no es más que analizar el comportamiento que tiene la permeabilidad del suelo areno arcilloso en estado natural y luego estabilizado con el Sistema Rocamix, donde para ello, inicialmente fue necesario investigar las propiedades de la arena y la arcilla en estado natural, y luego la unión de estos estabilizados, mediante la realización de los ensayos en el laboratorio. Las propiedades que fueron analizadas son: Granulometría de la muestra, Consistencia a partir de los Límites de Atterberg, Peso específico, Compactación mediante el Proctor Estándar y el Modificado e Índice de CBR. Una vez que se obtuvieron los resultados se determinó la permeabilidad de dicho suelo natural y estabilizado utilizando el ensayo de Carga Variable y luego se realizó el análisis correspondiente para las conclusiones del trabajo.

Abstract

Julio, 2014

Abstract To improve the properties of the floors by means of the stabilization with chemical

products, it constitutes one of the biggest challenges at the present time in the sector of the construction, due to the repercussion that has this in the cost of the works viales. The objective of this investigative work is not more than to analyze

the behavior that has the permeability of the floor loamy areno in natural state and then stabilized with the System Rocamix, where for it, firstly it was necessary to

investigate the properties of the sand and the clay in natural state in an independent way and then the union of these stabilized by means of the realization of the rehearsals in the laboratory. The properties that were analyzed are: Grain of

the sample, Consistency starting from the Limits of Atterberg, specific Weight, Compactation by means of the Standard Proctor and the one Modified and Index of CBR. Once the results were obtained the permeability of this natural and stabilized floor it was determined and then he/she was carried out the analysis corresponding

to the final results of the work.

Indice

Julio, 2014

Índice

Contenido Introducción ..................................................................................................................... 8

CAPITULO I: ESTADO DEL ARTE. ............................................................................. 11

1.1. Introducción ............................................................................................. 11

1.2. Propiedades físicas de los suelos ............................................................ 13

1.3. Caracterización de los suelos para subrasantes de carreteras. .............. 21

1.4. Estabilización de suelos ........................................................................... 27

CAPITULO II: CARACTERIZACION DE ARENA “LA MOLINA” Y LA ARCILLA “FORMACION DE CAPDEVILA” ................................................................................. 39

2.1. Introducción ............................................................................................. 39

2.2. Clasificación de la arena “La Molina” y arcilla “Formación de Capdevila”.39

2.3. Determinación del Peso específico de la arena y la arcilla de forma natural. ............................................................................................................ 51

2.4. Ensayo de Compactación de la arcilla. .................................................... 52

2.5. Ensayo de Compactación de la arena. .................................................... 55

2.6. Ensayo de CBR de la arcilla. ................................................................... 55

2.7. Clasificación de 80% de arena “La Molina” + 20% de arcilla “Formación de Capdevila”. ...................................................................................................... 59

2.8. Determinación del Peso específico de 80% de arena + 20 % de arcilla. . 64

2.9. Ensayo de Compactación de 80% de arena+ 20 % de arcilla. ................ 65

2.10. Ensayo de CBR de 80% de arena+ 20% de arcilla. ............................... 67

2.11. Análisis de los resultados. ..................................................................... 69

CAPITULO III: ESTABILIZACION DEL SUELO ARENO ARCILLOSO CON EL SISTEMA ROCAMIX. ................................................................................................... 71

3.1. Introducción ............................................................................................. 71

3.2. Caracterización del suelo areno arcilloso estabilizado con Rocamix. ...... 72

3.3. Ensayo de Compactación del suelo areno- arcilloso estabilizado con Hidrato de cal o cemento Portland y Rocamix. ............................................... 74

3.4. Ensayo de CBR del suelo areno arcilloso estabilizado con cemento Portland y Rocamix. ........................................................................................ 77

3.5. Análisis de los resultados ........................................................................ 79

Indice

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CAPITULO IV: PERMEABILIDAD DEL SUELO ARENO ARCILLOSO NATURAL Y ESTABILIZADO CON EL SISTEMA ROCAMIX ....................................................... 80

4.1. Introducción ............................................................................................. 80

4.2. Determinación de la permeabilidad de la arcilla. ..................................... 81

4.3. Determinación de la permeabilidad del suelo areno arcilloso natural. ..... 82

4.4. Determinación de la permeabilidad del suelo areno arcilloso estabilizado con el Sistema Rocamix. ................................................................................ 83

4.5. Análisis de los resultados...................................................................... 84

Capítulo V: Análisis y discusión de los resultados del trabajo. .............................. 85 Conclusiones ............................................................................................................... 87 Recomendaciones ....................................................................................................... 88 Referencias Bibliográficas ......................................................................................... 89 Bibliografías ................................................................................................................. 90 Anexos ......................................................................................................................... 91

Introducción Julio,

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Introducción En la actualidad, el sector de la construcción, principalmente la rama de Ingeniería de Pavimentos ha logrado un altísimo desarrollo, producto del avance que ha existido en las distintas tecnologías que se han utilizado durante el transcurso del tiempo. Para el diseño de los pavimentos, es necesario realizar un estudio a los suelos que forman el terraplén que soporta dicho pavimento o al suelo que va a formar parte de la subrasante de carretera, éstos como material que ha utilizado el hombre desde la antigüedad, por ser menos contaminante y requerir poca energía para su uso.

Debido a la baja calidad que se ha investigado en muchos suelos, para ser utilizado en obras viales, ya sea como material de relleno para subrasante, base o subbase del pavimento, se ha tenido que emplear técnicas que contribuyan al mejoramiento de sus propiedades, jugando un gran papel en estos últimos años las técnicas de estabilización.

El siguiente trabajo investigativo se basa en la estabilización de un suelo constituido por arena “La Molina” y arcilla “Formación Capdevila”, utilizando el Sistema Rocamix, para lograr de forma económica la impermeabilidad de dicho suelo.

Situación problemática

La existencia de los suelos areno−arcillosos en el trazado de una vía a partir de las tecnologías empleadas en Cuba, encarece la ejecución de las obras al tener que sustituirlos y restituir suelos con mejor calidad, ya que estos suelos se caracterizan por tener alta humedad natural, y ser permeables.

Problema científico a resolver

Lograr reducir la permeabilidad del suelo areno-arcilloso de forma económica, para su empleo como subrasante de carreteras.

Objetivo General de la investigación

Determinar el efecto que provoca en la permeabilidad de un suelo areno- arcilloso, el porcentaje del Sistema Rocamix incorporado para su estabilización.

Objetivos específicos de la investigación

1. Comparar las propiedades físicos–mecánicas del suelo areno-arcilloso en estado natural y estabilizado con el Sistema Rocamix.

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2014 2. Analizar la influencia del Sistema Rocamix en la permeabilidad de un suelo areno-arcilloso.

3. Comprobar si la reducción de la permeabilidad puede ser obtenida en condiciones económicas.

Formulación del problema

¿Se podrá reducir la permeabilidad de un suelo areno- arcilloso a partir de ser estabilizado con el Sistema Rocamix?

Tareas

Caracterizar el suelo areno- arcilloso de forma individual y luego a la mezcla de ambos suelos en estado natural a partir del:

1. Análisis granulométrico de la muestra 2. Límite de Atterberg. 3. Ensayo Proctor Modificado 4. Peso especifico 5. CBR 6. Hidrómetro.

Caracterizar el suelo areno- arcilloso estabilizado con diferentes

proporciones del Sistema Rocamix a partir del: 1. Análisis granulométrico de la muestra. 2. Límite de Atterberg. 3. Ensayo Proctor Estándar y Proctor Modificado 4. Peso específico 5. CBR 6. Hidrómetro

Determinar la permeabilidad del suelo en cuestión en estado natural y estabilizado con el Sistema Rocamix.

Realizar una comparación de los resultados obtenidos en el suelo natural y luego estabilizado con el Sistema Rocamix. Hipótesis

La incorporación del Sistema Rocamix en un suelo areno-arcilloso trae consigo que sus propiedades físico mecánicas se eleven y además ocurra una reducción de su permeabilidad.

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2014 Justificación

Demostrar que es posible estabilizar un suelo areno-arcilloso mejorando sus propiedades y además logrando reducir su permeabilidad para que pueda ser utilizado de forma óptima como subrasante de carretera.

Estructura de la tesis:

Introducción. Diseño metodológico. Capítulo #1: Estado del Arte. Capítulo #2: Caracterización de la arena “La Molina” y la arcilla. Capítulo #3: Caracterización de la arena “La Molina” y la arcilla una vez

estabilizado con el producto Rocamix. Capítulo #4: Permeabilidad del suelo en estado natural y estabilizado con

el producto químico. Capítulo #5: Análisis y discusión de los resultados Conclusiones finales y recomendaciones. Referencias bibliográficas y bibliografía. Anexos.

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Capítulo I: Estado del Arte

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CAPÍTULO I: ESTADO DEL ARTE. 1.1. Introducción El suelo constituye uno de los materiales más antiguos que existen en el mundo. Este se encuentra en la superficie terrestre con diferentes formas y características, de ahí la importancia de conocer su comportamiento bajo cargas y sus características mecánicas. Es importante el estudio del suelo, debido a que el mismo juega un papel fundamental en la vida laboral del ingeniero, ya que tanto para carreteras, puentes, edificios, presas, canales y cualquier tipo de estructura que se construya, se deberá conocer las propiedades del suelo que la soportará. Cada suelo tiene sus características propias, por lo que en ocasiones en las obras que se estén realizando, el suelo del lugar es capaz de soportar las cargas que le serán impuestas por sí mismo o será necesario buscar material de préstamo con mejor calidad para suplantar el suelo de este lugar.

En ocasiones es más conveniente, desde el punto de vista económico y de ahorro de tiempo en obra, estabilizar el suelo existente, que traer material de préstamo de una cantera. En el mundo es muy utilizada la estabilización química, ya que la misma es poco contaminante, económica y muy factible; además de brindar muy buenos resultados en cuanto a las mejora de las propiedades del suelo.

Se denomina suelos a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de las rocas emergidas por la influencia del interperismo y de los seres vivos (meteorización). En ingeniería se define como el agregado no cementado de granos minerales y materia orgánica descompuesta (partículas sólidas) junto con el líquido y gas que ocupan los espacios vacíos entre las partículas sólidas[1].

1.2. Surgimiento de la mecánica de suelos.

Con el transcurso de los años, el desarrollo de la ciencia y la técnica trajo consigo el aumento de las cargas sobre estos suelos, por lo que el hombre comenzó a realizar estudios para su comportamiento bajo cargas, así como sus propiedades mecánicas. A partir del siglo XVIII los científicos e ingenieros comenzaron a realizar investigaciones en el campo de la mecánica de las masas de tierra, los primeros investigadores de esta época fueron los señores Coulomb y Ranking, bien conocidos en el campo de la mecánica aplicada y la física.

Solo fue hasta el inicio del siglo XX, que muchos ingenieros destacados se dieron a la tarea de revisar los trabajos de los primeros investigadores y a desarrollar métodos nuevos y más realistas de análisis de las masas de suelo, los más

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destacados en esta labor fueron, los trabajos de Fellenis en Suecia, Kogler en Alemania, Hogentogler en los Estados Unidos y sobre todo las contribuciones de Kart Terzaghi en Europa y los Estados Unidos. Gracias a los descubrimientos de estos hombres nace una nueva rama de la ingeniería civil, la mecánica de suelos y sus aplicaciones a los problemas prácticos, la ingeniería de suelos.

En la ingeniería de suelos existen principalmente dos tipos de problemas, el primero se refiere a los suelos y las rocas tal como se encuentran en la naturaleza, por ejemplo, los cimientos de los edificios se realizan sobre el suelo sin alterar el mismo. El segundo se refiere a los problemas en que los suelos o las rocas se emplean como materiales de construcción, por ejemplo en terraplenes para carreteras y ferrocarriles, en las presas de tierra y diques, en la subrasante de las carreteras y aéreo pistas, entre otros.

Cuando un suelo presenta resistencia suficiente para no sufrir deformaciones, ni desgastes inadmisibles por la acción del uso o de los agentes atmosféricos, y conserva además esta condición bajo los efectos climatológicos normales en la localidad, se dice que el suelo es estable.

El suelo natural posee a veces la composición granulométrica y la plasticidad, así como el grado de humedad necesario para que, una vez apisonado, presente las características mecánicas que lo hacen utilizable como firme de un camino.

Los suelos cuando no logran satisfacer lo expresado anteriormente es necesario estabilizarlo logrando así que cumplan los requisitos mínimos de utilización.

En general puede decirse que todos los suelos pueden ser estabilizados, pero si la estabilización 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[12].

1.2.1. Características de los suelos

Suelo arenoso

Resiste la compactación Absorbe agua rápidamente Generalmente tiene buen drenaje Su capacidad de retener (almacenar) agua es baja.

Suelo arcilloso

Retiene (almacena) dos veces más agua que un suelo arenoso.

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Sufre menos pérdida de nutrientes por lixiviación. Más susceptible al mal drenaje Más susceptible a la compactación[2].

El estudio del suelo se lleva a cabo a partir de un proceso de investigación y evaluación que se realiza tanto en el campo como a nivel de laboratorio que permitan determinar la distribución y propiedades físicas de los mismos. La investigación debe comprender:

1. Selección de las unidades típicas de diseño, delimitando unidades homogéneas en bases a las características geológicas, topográficas, climáticas y de drenaje.

2. Determinación del perfil del suelo. Ejecución de perforaciones en el terreno para determinar cantidad y extensión de los diferentes tipos de suelos, disposición de las capas y posición del manto freático.

3. Muestreo de las diferentes capas de suelos en cada perforación, Las muestras pueden ser alteradas e inalteradas.

4. Ensayos de laboratorio para determinar las propiedades físicas de los suelos, en relación con la estabilidad y capacidad de soporte. Las pruebas típicas son: contenido de humedad, análisis granulométrico, límite plástico, límite líquido, índice de plasticidad, peso específico, ensayo de compactación (humedad óptima y densidad máxima), densidad in situ y resistencia del suelo.

5. Medida y selección del valor de resistencia de cada suelo típico de subrasante[3].

1.3. Propiedades físicas de los suelos Las propiedades de los suelos que se relacionan a continuación, son importantes en la mayoría de los problemas de suelos, y por lo tanto forman la base de una completa descripción del mismo.

1. Estabilidad volumétrica. 2. Estructura del suelo. 3. Resistencia mecánica. 4. Permeabilidad. 5. Consistencia. 6. Compresibilidad.

1.3.1. Estabilidad volumétrica

La estabilidad volumétrica del suelo debe definirse desde la resistencia que muestran los agregados y la matriz del suelo ante un cambio de estado por una fuerza deformante. La tensión efectiva entre dos partículas se produce por tanto

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como la resultante entre el cambio de tensión mecánica producida por agentes externos y la tensión existente en la fase líquida, así como en la intensidad de las fuerzas físicas – químico de atracción – repulsión interparticular. Esto tiene como consecuencia que en suelos saturados el agua libre transmite parte de la tensión mecánica actuante como presión hidrostática. La presión hidrostática actúa como factor destabilizante en la masa de suelo. En sentido inverso, en suelos insaturados el agua es confinada por efectos de meniscos y por lo consiguiente actúa, mediante la presión capilar originada, como factor estabilizador de la masa de suelo[9].

1.3.2. Estructura

La formación de estructura implica aglutinar y cementar las partículas individuales que componen los sólidos del suelo, en unas más grandes llamadas agregados y que se mantienen unidas a través del tiempo. Las partículas del suelo no se encuentran aisladas, forman unos agregados estructurales que por repetición dan el suelo. El arreglo entre las partículas del suelo, son predominantemente macro-porosos. Según el nivel de observación, se puede hablar de macro-estructura o micro-estructura. Macro-estructura: Arreglo de las partículas secundarias y primarias visibles a simple vista. Micro-estructura: Arreglo de las partículas primarias para formar las secundarias; de ella depende en alto grado la macro- estructura. Al atender al micro-estructura, se observa que los componentes coloidales del suelo (plasma) actúan como cemento de los granos más gruesos (esqueleto).

Desde el aspecto morfológico la estructura del suelo se define por una forma, un tamaño y un grado de manifestación de los agregados.

Forma: Es la tendencia a manifestarse con un determinado hábito. Generalmente los técnicos en suelos reconocen siete tipos de estructuras del suelo, los cuales son:

Estructuras granulares y migajosas Estructuras en bloques o bloques sub-angulares Estructuras prismáticas Estructura laminar Estructura columnar Estructura sub-angular Estructura angular

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Estructura Granular Estructura subangular

Estructura Prismática Estructura Laminar Tamaño: Por el tamaño de los agregados las estructuras se clasifican en: Muy fina o muy delgada Fina o delgada Mediana Gruesa o espesa Muy gruesa o muy espesa

La caracterización de la estructura puede ser morfológica o cuantitativamente. Evaluación morfológica: Consiste en determinar el tamaño, la forma y el grado en que se manifiesta la estructura de cada horizonte del suelo. Evaluación cuantitativa: Las medidas cuantitativas se pueden clasificar en tres grupos: Las que determinan la distribución por tamaño de los agregados junto con

su resistencia a la destrucción (estabilidad). El método más usado es el de tamizado en húmedo.

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Las que determinan el porcentaje de fracciones finas que se encuentran agregada en unidades mayores. Esta es una medida de la agregación que en general se correlaciona con la estabilidad.

Las medidas de densidad aparente, macro-porosidad y penetrabilidad, que son índices indirectos del estado estructural del suelo.

El grado de estructura es la intensidad de agregación y expresa la diferencia entre la cohesión dentro de los agregados y la adhesividad entre ellos. Debido a que estas propiedades varían según el contenido de humedad del suelo, el grado de estructura debe determinarse cuando el suelo no esté exageradamente húmedo o seco. Existen cuatro grados fundamentales de estructura: Sin estructura Estructura débil Estructura moderada Estructura fuerte

Sin estructura: Condición en la que no existen agregados visibles o bien no hay un ordenamiento natural de líneas de debilidad. Estructura débil: Está deficientemente formada por agregados indistintos, apenas visibles. Estructura moderada: Se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados de duración moderada, y evidentes aunque indistintos en suelos no alterados. Cuando se extrae del perfil, el material edáfico se rompe en una mezcla de varios agregados enteros distintos, algunos rotos y poco material no agregado. Estructura fuerte: Se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados que son duraderos y evidentes en suelos no alterados. Cuando se extrae del perfil, el material edáfico está integrado principalmente por agregados enteros e incluye algunos quebrados y poco o ningún material no agregados[4].

1.3.3. Resistencia mecánica.

La resistencia a esfuerzo cortante es una propiedad fundamental de los suelos cohesivos inalterados, cuyo conocimiento es muy importante para resolver varios problemas. Esta varía mucho con el grado de humedad, con el tiempo de actuación de la carga y con la velocidad de del crecimiento de la misma. También varía con el grado de confinamiento y otros factores. El esfuerzo cortante en un suelo cohesivo saturado (arcilla) es más complejo que en la arena o la grava. Igual que el suelo no cohesivo, la arcilla está formada por partículas separadas que tienen que deslizarse o rotar para que se produzca el esfuerzo cortante; sin embargo hay algunas diferencias significativas. Primera, el suelo es relativamente compresible; por lo tanto, la carga que se aplica a la arcilla

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saturada es soportada inicialmente por el esfuerzo neutro y no se transmite a la estructura del suelo. Segunda, la permeabilidad de las arcillas es tan baja que el esfuerzo neutro producido por la carga se disipa muy lentamente; por consiguiente puede pasar meses y hasta décadas antes que la estructura del suelo sienta los efectos del aumento de esfuerzo. Tercera, hay fuerzas importantes que se desarrollan entre las partículas de arcillas por sus mutas atracciones y repulsiones. En el esfuerzo cortante de los suelos cohesivos parcialmente saturados están implicadas las mismas fuerzas que en los suelos cohesivos saturados; sin embargo, el esfuerzo neutro en los poros del suelo es una combinación compleja de tensión capilar y presión de gas que depende del grado de saturación y del tamaño de los poros. Es difícil determinar los esfuerzos efectivos en suelos parcialmente saturados por lo que es necesario utilizar la envolvente de los esfuerzos totales, siendo este una curva, con un valor de tensión en el origen, y con pendiente decreciente a medida que aumentan los esfuerzos normales[5].

1.3.4. Permeabilidad

La permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire sin alterar su estructura interna. Tiene una importante incidencia en los estudios hidráulicos portante del sustrato (por ejemplo previo a la construcción de edificios u obras civiles), para estudios de erosión y para mineralogía, entre otras. La permeabilidad del suelo suele aumentar por la existencia de fallas, grietas, juntas u otros defectos estructurales. Algunos ejemplos de roca permeable son la caliza y la arenisca, mientras que la arcilla o el basalto son prácticamente impermeables. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de varios factores básicos: Porosidad del material Textura del material Granulometría La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura La presión a que está sometido el fluido.

Porosidad del material: Se puede definir como el cociente entre el volumen de poros de una muestra (comprendiendo los que están ocupados por gases o líquidos) y su volumen total aparente. Es pues un índice que nos da una idea de la cantidad de poros que tiene un terreno y el volumen relativo que ocupan los mismos, y como tal informan del estado del suelo, de la disponibilidad de esta para dejar paso a las raíces o de la mayor o menor permeabilidad hidráulica y gaseosa

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de la misma. La porosidad de un suelo se clasifica en micro-porosidad y macro- porosidad. Micro-porosidad: Se denomina micro-porosidad cuando en el suelo se presentan poros diminutos llamados micro-poros, son los que retienen agua por las fuerzas capilares, parte de la cual es disponible para las plantas. Macro-porosidad: Se denomina macro-porosidad cuando en el suelo se presentan poros de tamaños considerables llamados macro-poros, no retienen el agua contra la fuerza de la gravedad y acumulan aire, por lo tanto son los responsables del drenaje y la aireación del suelo, constituyendo además, el principal espacio en el que se desarrollan las raíces. Textura del material: Por regla general, mientras más fina sea la textura del suelo, más lenta será la permeabilidad. Granulometría: Para ello se realiza un ensayo granulométrico consistente en separar los granos en diversas fracciones según los tamaños de las mallas de una serie de cribas, por lo que se hace pasar el suelo. Se pasan después las fracciones retenidas entre las cribas sucesivas y se calculan los porcentajes de cada fracción respecto al total de las mismas. Así puede tenerse un punto de la curva acumulativa correspondiendo a cada abertura. Como las fracciones de granos muy finos (menores de 0,074mm) no pueden clasificarse por ese sistema se recurre a otro procedimiento para su fraccionamiento y examen (por ejemplo el método del hidrómetro). El método del hidrómetro proporciona una relación entre la velocidad de sedimentación de las partículas del suelo en un fluido y el tamaño de esas partículas. Por otro lado, hay que hablar de una permeabilidad intrínseca (también llamada coeficiente de permeabilidad (k)). Este coeficiente es un dato cuya determinación correcta es de fundamental importancia para la formación del proyectista en la elaboración de sus cálculos [6]. En la mayoría de los suelos el valor de k depende de la dirección en que se produzcan el movimiento del agua. El valor de k en dirección paralela a los lechos o planos de estratificación es generalmente de 2 a 30 veces mayor que en la dirección normal a dichos planos, debido a las capas de suelo con relativamente baja permeabilidad. En los depósitos de suelo con lentes de materiales gruesos permeables o finos impermeables, distribuidas irregularmente, la permeabilidad varía grandemente de un punto a otro y es extremadamente difícil determinarla. Hay varios procedimientos para la determinación de la permeabilidad de los suelos; unos directos, así llamados porque se basan en pruebas cuyo objetivo fundamental es la medición de tal coeficiente; otros indirectos, proporcionados en forma secundaria, por pruebas y técnicas que previamente persiguen otros fines[5].

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Métodos directos: Permeámetro de carga constante. Permeámetro de carga variable. Prueba directa a los suelos en el lugar.

Métodos indirectos: Cálculos a partir de la curva granulométrica. Cálculos a partir de la prueba de consolidación. Cálculos con la prueba horizontal de capilaridad[7].

1.3.5. Consistencia del suelo

1.3.5.1. Consistencia de suelos húmedos

La consistencia del suelo es la firmeza con que se unen los materiales que lo componen o la resistencia de los suelos a la deformación y la ruptura. Se mide por muestras de suelo mojado, húmedo y seco. En los suelos mojados, se expresa como adhesividad y plasticidad. Puede estimarse en el campo mediante ensayos sencillos, o medirse con mayor exactitud en el laboratorio. Es bien conocido el hecho de que los suelos muestran comportamientos distintos y contenidos de humedad. Atterberg (1911) fue uno de los primeros en darle importancia a esta propiedad de los suelos. De acuerdo con esto se pueden esperar que se presenten cuatro formas esenciales de consistencia en los suelos (se excluye el estado viscoso). Consistencia pegajosa Consistencia plástica Consistencia blanda o suave Consistencia dura o rígida.

Consistencia pegajosa: Se manifiesta por adherencia y pegajosidad a otros objetos. Consistencia plástica: Manifestada por la elasticidad y capacidad de ser moldeada. Consistencia blanda o suave: Caracterizada por la friabilidad 1.3.5.2. Consistencia de suelos húmedos y mojados

Friabilidad: Caracteriza la facilidad de desmenuzarse el suelo.

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Plasticidad: La plasticidad como la propiedad que habilita a las arcillas para cambiar de forma cuando están sujetas a una fuerza deformante superior a las fuerzas cohesivas y mantener esa forma cuando la fuerza deja de ser aplicada. 1.3.5.3. Consistencia de un suelo seco. Un suelo enteramente seco con una compactación normal generalmente exhibe una extremada dureza o coherencia en el campo. La medida de esta coherencia va a variar con la estructura del suelo ya que la porosidad determina el número de partículas por unidad de volumen. Medidas de la consistencia de suelos secos se basan generalmente en la coherencia que presentan panes de suelo secos (como ladrillos)[4].

1.3.6. Compresibilidad

La compresibilidad de un suelo no es más que los cambios de volumen experimentados bajo la acción de una carga en su superficie y debidos a pérdidas de parte del agua que está entre sus granos. Los cambios en volumen o compresibilidad, tienen una importante influencia en las propiedades de los suelos, pues se modifica la permeabilidad, se alteran las fuerzas existentes entre las partículas tanto en magnitud como en sentido, lo que tiene una importancia decisiva en la modificación de la resistencia del suelo al esfuerzo cortante y además se provocan desplazamientos.

En el caso de las arcillas saturadas, si no se permite el drenaje y se aplican esfuerzos, éstos serán tomados por el agua. En el momento en que se permita el drenaje, los esfuerzos son transmitidos gradualmente al esqueleto o estructura del suelo; este proceso produce una compresión gradual de dicha estructura, fenómeno conocido como consolidación.

La compresibilidad de un suelo puede presentar variaciones importantes, dependiendo de algunos factores tales corno: la relación de la carga aplicada respecto a la que el suelo soportaba anteriormente, tiempo de aplicación de la carga una vez que se ha disipado la presión de poro en exceso de la hidrostática, naturaleza química del líquido intersticial, sensibilidad del suelo y aún la forma de ejecutar las pruebas que se utilizan para estudiar la consolidación.

Al remoldear un suelo se modifica su compresibilidad, por lo que esta característica se puede modificar mediante procedimientos de compactación. Se ha encontrado que la humedad de compactación tiene una gran importancia en la compresibilidad de suelos compactados, pues si se compactan dos especímenes al mismo peso volumétrico, pero uno en la rama seca de la curva de peso volumétrico contra humedad y el otro en la rama húmeda, se tendrá que para presiones de consolidación bajas el espécimen compactado del lado húmedo será

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más compresible debido a que su estructura se encuentra más dispersa, pero para grandes presiones se tienen colapsos y reorientaciones en la estructura del espécimen que se encuentra en el lado seco, lo cual provoca que éste sea ahora más compresible[8].

1.4. Caracterización de los suelos para subrasante de carreteras. 1.4.1. Definición de subrasante

La subrasante de las carreteras constituye la fundación sobre el cual el pavimento está construido. Puede estar constituida por suelo en estado natural, o por estos con algún proceso de mejoramiento, tal como la estabilización mecánica, la estabilización físico –químico con aditivos como el cemento Portland, la cal, el asfalto, entre otros. Es una parte esencial en el diseño de pavimentos, tiene la particularidad de otorgar la respuesta estructural y el comportamiento del pavimento en construcción y operación[9].

Nivel de interface pavimento-explanación, que puede ser natural o compactada. Es el suelo portante inmediatamente debajo del pavimento que le sirve de cimentación y que puede influir por su resistencia, en el comportamiento del pavimento[10]. De la calidad de la subrasante depende en gran parte, el espesor que debe tener un pavimento, ya sea flexible o rígido. Como parámetro de evaluación de la misma, se emplea la capacidad de soporte o resistencia a la deformación por esfuerzo cortante bajo las cargas del tránsito. La resistencia varía con las condiciones de humedad, compactación y confinamiento. Es necesario tener en cuenta la sensibilidad del suelo a la humedad, tanto en lo que se refiere a la resistencia como a las eventuales variaciones de volumen, por lo que no se recomienda utilizar suelos expansivos como subrasante ya que estos pueden ocasionar grandes daños a las estructuras que se apoyan sobre este.

Las subrasantes inestables presentan problemas relativos a la colocación y compactación de los materiales de base y subbase y no dan soporte adecuado para las subsiguientes operaciones de pavimentación.

Las respuestas estructurales de un pavimento (esfuerzos, desplazamientos y agrietamientos) así como el gran porcentaje de las deflexiones en la superficie de un pavimento son influidas significativamente por la subrasante. Por ser la deflexión de la superficie un criterio de diseño, es necesario asegurar que la caracterización de la subrasante sea la más adecuada.

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1.4.2. Características de las subrasante.

Características físicas.

Granulometría Límite de Atterberg

Granulometría

Se efectúa para luego clasificar el suelo que se va utilizar, utilizando para ello el Sistema de Clasificación AASHTO y el Sistema Unificado de Clasificación de suelos (SUCS), donde cada nomenclatura se refiere a un tipo de suelo: Símbolos: G=Gravas, S=Arenas, M= Limos, C= Arcilla, O=Orgánico, Pt=Turba Gradación: W= Bien, P= Mal, L= LL<50, H= LL>50

Formas de las partículas • Granulares (Gravas y Arenas): Angular, subangular, subredondas, redondas. • Cohesivo (Limos y Arcillas): Los limos no tienen forma particular y las arcillas

tienen forma de hojas o lajas.

Comportamiento físico-químico

Granulares (Gravas y Arenas): Son relativamente inertes y no se influencian relativamente por la estanqueidad del agua. Las gravas son muy largas para contrarrestar la tensión superficial, mientras que las arenas pueden ser afectadas por la tensión superficial.

Cohesivo (Limos y Arcillas): Los limos son fuertemente influenciados por las fuerzas capilares, mientras que en las arcillas, sus partículas no son neutrales eléctricamente, tienen una gran superficie específica y la distribución de carga no es uniforme, el agua funciona como un gran dipolo.

Límites de Atterberg

LL: Contenido de humedad que hace que una ranura se cierre en 25 golpes.

LP: Máxima humedad con la que se puede hacer un cilindro de 3mm de diámetro.

IP: Rango de humedad en el que el suelo tiene comportamiento plástico.

1.4.3. Propiedades de las subrasante

Capacidad de soporte • CBR • Valor de resistencia R

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• Valor del módulo de reacción de la subrasante K o de carga directa en placa.

• Compresión Triaxial • Modulo de elasticidad dinámico Compactación. Estabilidad Volumétrica Permeabilidad.

Ensayo de CBR: Se compara la presión necesaria para penetrar un pistón en una muestra de suelo dada, con la requerida para la muestra patrón.

Ensayo de Placa: Determina la presión necesaria para que se presente una deformación dada. Este ensayo da la medición directa del valor del k elástico y el k estático.

K elástico: Da respuesta elástica del suelo a una carga estática.

K dinámico: Da respuesta elástica del suelo a una carga dinámica.

Comportamiento de la Subrasante ante cargas repetidas.

El estudio de la deformación resiliente y permanente en un suelo sujeto a cargas repetidas es de gran importancia en la evaluación de la Subrasante, ya que representa muy cercanamente su comportamiento cuando es sometida a las llantas en movimiento.

Comportamiento Resiliente del suelo (rigidez): Depende del esfuerzo. La experiencia en suelos finos muestra que la respuesta Resiliente decrece con el incremento en el # de ciclos de carga, mientras que los materiales granulares se vuelven más rígidos a medida que crece el # de ciclos de carga. Una medida conveniente utilizada a la respuesta resiliente es el Módulo Resiliente que se define como la división entre el esfuerzo desviador repetitivo y la tensión axial recuperable.

Módulo Resiliente: Medida de las propiedades elásticas del suelo al someterlo a ciclos repetidos de cargas, teniendo en cuenta su comportamiento no lineal. Para ello se somete una probeta a un # dado de ciclos de carga axial, con una magnitud, frecuencia y duración especificadas, usando el equipo para el ensayo Triaxial. Este, da una medida de la rigidez involucrada en el diseño del pavimento y en los modelos de evaluación. Para suelos finos se hacen ensayos de compresión inconfinadas repetidas, mientras que para suelos granulares se realizan ensayos triaxiales cíclicos. En este último el MR es una función del estado de fuerza aplicada, donde este ensayo constituye la propiedad básica para la

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mayoría de los métodos de análisis de la acción de cargas repetidas sobre el suelo de subrasante.

Deformación permanente: Aumentan rápidamente cuando los esfuerzos repetidos son grandes en relación con la resistencia del suelo. El esfuerzo principal mayor y la relación de esfuerzos, influyen en el comportamiento de la deformación permanente de los suelos granulares, para valores altos de la relación de esfuerzos puede ocurrir un incremento en la deformación permanente. El ensayo resiliente es el único que permite un análisis razonable de esta deformación.

Estabilidad Volumétrica: Los problemas de estabilidad volumétricas de subrasante se relacionan con los suelos licuables, expansivos y colapsables ante cargas dinámicas.

Suelos licuables: Pueden ser identificados fácilmente por los daños asociados con el pavimento. Este tipo de daños en pavimentos rígidos presentan una forma de D y unas depresiones o hundimientos irregulares en pavimentos flexibles. Si es posible, deben programarse las acciones correctivas para remediar o aliviar los efectos causados por los suelos licuables o colapsables. Los suelos de estas características pueden ser removidos y reemplazados, aunque son de difícil tratamiento.

Permeabilidad: Es un parámetro modificable mediante modos como la compactación y la utilización de productos químicos principalmente, debido a que en las subrasantes se requiere que el suelo sea impermeable.

1.4.4. Problemáticas de las subrasante. (Ver fig.1)

1. Compresibilidad 2. Inestabilidad de terraplenes. 3. Desecación (Asentamiento y agrietamientos). 4. La vegetación acentúa las deformaciones

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Fig.1. Problemáticas de la subrasante

1.4.5. Mejoramiento de subrasante

Reemplazo o desplazamientos. Estabilización con agentes químicos Uso de insertos (Fragmentos de Rocas). Pilotajes (Madera, concreto, grava, cal.)[9].

1.4.6. Requisitos de la subrasante para pavimentos flexibles.

1.4.6.1. Parámetros climáticos para el diseño Las resistencias de cálculo, en los suelos y mezclas asfálticas, se definen dentro del período de cálculo, de mayo a octubre, donde son más elevadas las temperaturas del hormigón asfáltico y se esperan las mayores precipitaciones y humedades de los suelos de la explanación y de las capas no aglomerantes del pavimento. La temperatura de cálculo del pavimento es de 50°C, definida como un valor representativo de los máximos valores esperados, para una probabilidad del 95%. La humedad de cálculo considerada para los suelos de la subrasante, está en función del tipo de emplazamiento. En los terraplenes la humedad de cálculo será igual al 85% de la humedad óptima del ensayo estándar, mientras que para las excavaciones puede ser entre 90-95% de dicha humedad. Cuando en las excavaciones exista influencia del manto freático, deben tomarse los valores de resistencia en muestras saturadas, sometidas a 4 días de inmersión. Pueden ser consideradas como las profundidades del manto freático, por debajo de la subrasante, a partir de la cual este no influye en la saturación de las capas superiores, las de la tabla siguiente según el tipo de suelo.

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Tabla 1. Profundidad del manto freático para no considerar la saturación.

1.4.6.2. Resistencia de diseño para la subrasante. División en tramos Se divide el trazado en tramos homogéneos en función del tipo de emplazamiento (excavación o terraplén), y otros factores, como el tráfico de diseño, las características del terreno natural, los materiales disponibles o las características geométricas. En cada tramo se propone al menos una variante de estructura de pavimento. Densidades mínimas Las densidades mínimas exigidas para los terraplenes son las mostradas en la tabla siguiente. Tabla 2.Densidades mínimas exigidas

Tabla 3. Valores de CBR de la Subrasante

El CBR mínimo para la subrasante será de 5%. En caso de subrasante débil, con CBR < 5%, debe interponerse un suelo de préstamo seleccionado entre la subrasante natural y la subbase, o estabilizarse mediante medios mecánicos, o empleando cal o cemento. En los tramos en terraplén, se seleccionarán los suelos que satisfagan las exigencias de la subrasante, correspondientes al tráfico de proyecto.

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1.4.6.3. Resistencia de diseño sin ensayos de laboratorio En ausencia de ensayos de resistencia, puede inferirse la categoría que ha de tener la subrasante compactada, considerando las características del suelo con el cual se construirá, según los criterios de la tabla siguiente, considerando como CBR de diseño el mínimo para cada categoría de Subrasante [10]. Tabla 4. Categorías de subrasante

1.5. Estabilización de suelos En la construcción, los suelos constituyen un material de mayor disponibilidad, sin embargo, no pueden llenar los requisitos de resistencia e incompresibilidad indispensable para su uso en terraplenes o subrasantes, por lo que traería consigo utilizar técnicas para su mejoramiento. Los procesos de mejoramiento se conocen como estabilización de suelos y estos deben ser expeditos, eficientes y económicos. En su más amplio sentido, la estabilización incluye la compactación, el drenaje, la preconsolidación, y la protección a la superficie contra la erosión y la infiltración de la humedad[5].

1.5.1. Definición

La estabilización consiste en la incorporación de aditivos al suelo, de manera que actúen física o químicamente sobre las propiedades de este. Los procedimientos más utilizados son la Estabilización con cal y la Estabilización con cemento, aunque también se utilizan otros aditivos, destacando los procesos de Estabilización con ligantes hidrocarbonados y la Estabilización con cloruros.

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De la cantidad de aditivo dependerá en buena medida, la mejora de propiedades del suelo a estabilizar, de hecho, si las características de este se mejoran levemente mediante la incorporación de pequeñas cantidades de aditivo se suele hablar de suelo mejorado con el aditivo que se haya utilizado, en cambio, el suelo que tras la adición de mayores cantidades presenta una mejora sustancial de su resistencia se denomina suelo estabilizado con el aditivo correspondiente. Esta mezcla se suele realizar in situ en la formación de explanadas, en cambio, también se utilizan suelos tratados con aditivos, normalmente cemento, en la formación de firmes, que se suelen mezclar en central y que se denominan suelo cemento o suelo seguido del aditivo utilizado.

Además de la cantidad de aditivo, y por supuesto de la ejecución de la estabilización, el producto resultante de este proceso depende fundamentalmente del tipo de suelo y del aditivo utilizado, además de la cantidad que se añada. Por ejemplo, un suelo de buena granulometría y baja plasticidad puede mejorar mucho sus propiedades mediante la incorporación de pequeñas cantidades de aditivo[11].

1.5.2 Requisitos de la Estabilización.

Un agente estabilizador satisfactorio debe proporcionar las cualidades requeridas y además debe satisfacer las condiciones siguientes: Ser compatible con el material del suelo. Ser permanente. Ser fácil de manejar y preparar. Tener bajo costo[5].

1.5.3 Tipos de Estabilización

1.5.3.1 Estabilización Física:

Se utiliza para mejorar el suelo produciendo cambios físicos en el mismo. Hay varios métodos como son: Mezclas de Suelos Geotextiles Vibroflotación (Mecánica de Suelos) Consolidación Previa

Mezclas de Suelos Este tipo de estabilización es de amplio uso pero por si sola no logra producir los efectos deseados, necesitándose siempre de por lo menos la compactación como complemento. Por ejemplo, los suelos de grano grueso como las grava-arenas tienen una alta fricción interna lo que lo hacen soportar grandes esfuerzos, pero esta cualidad no hace que sea estable como para ser firme de una carretera ya que al no tener

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cohesión sus partículas se mueven libremente y con el paso de los vehículos se pueden separar e incluso salirse del camino. Las arcillas, por lo contrario, tienen una gran cohesión y muy poca fricción lo que provoca que pierdan estabilidad cuando hay mucha humedad. La mezcla adecuada de estos dos tipos de suelo puede dar como resultado un material estable en el que se puede aprovechar la gran fricción interna de uno y la cohesión del otro para que las partículas se mantengan unidas. 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. 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. Consolidación Previa. Se denomina consolidación de un suelo a un proceso de reducción de volumen de los finos cohesivos (y plásticos), provocado por la actuación de solicitaciones (cargas) sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo generalmente largo. Producen asientos, es decir, hundimientos verticales, en las construcciones que pueden llegar a romper si se producen con gran amplitud. Al observar los depósitos de material muy suaves situados en el fondo de una masa de agua, por ejemplo un lago, se nota que el suelo reduce su volumen conforme pasa el tiempo y aumentan las cargas sobre el suelo, se les llama proceso de consolidación. Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidación permanece esencialmente igual la posición relativa de las partículas sólidas sobre un mismo plano horizontal. Así, el movimiento de las partículas de suelo puede ocurrir sólo en la dirección vertical, proceso denominado consolidación unidimensional. La consolidación de un suelo es un proceso lento, puede durar meses y hasta años. Es un proceso asintótico, es decir, que al comienzo es más veloz, y se va

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haciendo cada vez más lento, hasta que el suelo llega a una nueva situación de equilibro en la que ya no se mueve. El no tomar en cuenta este posible movimiento del suelo al proyectar una estructura sobre él puede llevar a consecuencias catastróficas tales como la inclinación, fisuración e incluso el colapso de la misma. En muchos casos es necesario pre-consolidar el suelo antes de proceder a la construcción de una obra importante, como puede ser, por ejemplo, un edificio o una carretera. La preconsolidación se hace en el terreno con un peso semejante o mayor que el que deberá soportar una vez construida la obra, para esto se deposita en la zona interesada una cantidad de tierra con el peso equivalente de la obra[11].

1.5.3.2. Estabilización Mecánica

Es el mejoramiento del suelo por el cambio de graduación. Consiste generalmente en mezclar dos o más suelos naturales para tener un material compuesto que sea superior a cualquiera de sus componentes; pero también incluye la adición de roca triturada o escoria o la tamización del suelo para remover partículas de cierto tamaño. La estabilización mecánica se utiliza principalmente en las subrasantes de carreteras, y para pavimentos de bajo costo, donde se necesita algún mejoramiento del suelo, pero que no están justificados grandes gastos.

1.5.3.2.1. Compactación

La compactación de suelos es el proceso artificial por el cual las partículas de suelo son obligadas a estar más en contacto mutuamente, mediante una reducción del índice de vacíos, empleando medios mecánicos, lo cual se traduce en un mejoramiento de sus propiedades ingenieriles (Tensión superficial, Tensión capilar, Permeabilidad, Compresibilidad y Asentamiento). La compactación o reducción de la relación de vacíos se produce de varias maneras: por la reorientación de las partículas, fractura de los granos o de las ligaduras entre ellos seguida por reorientación y la flexión o distorsión de las partículas. La energía que se gasta en este proceso es suministrada por el esfuerzo de compactación de la máquina de compactar. Los métodos empleados para la compactación de suelos dependen del tipo de materiales con que se trabaje en cada caso; en los materiales puramente friccionantes como la arena, los métodos vibratorios son los más eficientes, en tanto que en suelos plásticos el procedimiento de carga estática resulta el más ventajoso del tipo de partículas que componen el suelo y de la manera como se aplica el esfuerzo de compactación. En un suelo cohesivo la compactación está acompañada, principalmente, por distorsión y reorientación, las cuales son resistidas por las fuerzas de atracción-repulsión. A medida que la humedad del suelo aumenta, estas fuerzas disminuyen, la resistencia se hace menor y el esfuerzo más efectivo. Mientras, en un suelo no cohesivo o en una roca partida, la compactación del suelo se logra

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principalmente por la reorientación de los granos, aunque la fractura de los granos en los puntos de contacto es algunas veces un factor secundario importante; esta reorientación es resistida por el rozamiento entre las partículas. La tensión capilar de la película de humedad entre los granos aumenta la presión de contacto y por tanto la fricción. A medida que la humedad aumenta, la tensión capilar disminuye y el esfuerzo de compactación se hace más efectivo. Sin embargo, si la humedad es muy alta, la compactación y la reducción de la relación de vacíos de los suelos; tanto cohesivos como no cohesivos, los lleva a un estado próximo a la saturación. El esfuerzo neutro que se crea impide que continúe disminuyendo la relación de vacíos y, por lo tanto, el esfuerzo adicional de compactación que se aplique se perderá. La saturación es, por lo tanto, el límite teórico de la compactación para una humedad dada, la cual no sería posible alcanzar por medios mecánicos. De forma general, la compactación es el medio más adecuado y económico para regular las propiedades del suelo o de la roca. Por medio de la compactación generalmente es posible compensar las deficiencias en la calidad y el deterioro de las propiedades como consecuencia del aumento de humedad. Sin embargo, la única propiedad que no es posible mejorar con la compactación es la expansividad; esta debe regularse por la apropiada selección de los materiales. Beneficios de la compactación: Disminuye la deformación del suelo:

-Si la estructura se construye en el suelo sin afirmar o afirmado con desigualdad, el suelo se hunde dando lugar a que la estructura se deforme (asentamientos diferenciales). Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo:

-Si existen vacíos en la masa de suelo, el agua puede penetrar y rellenar esos vacíos; el resultado sería el esponjamiento del suelo durante la estación de lluvias y la contracción del mismo durante la estación seca. Aumenta la capacidad para soportar cargas:

-Los vacíos producen debilidad del suelo e incapacidad para soportar cargas pesadas. Estando más unidas las partículas, el suelo puede soportar cargas mayores debidas a que las partículas mismas que soportan mejor[12].

1.5.3.3. Estabilización Química

Se refiere principalmente a la utilización de ciertas sustancias químicas y cuyo uso involucra la sustitución de iones metálicos y cambios en la constitución de los suelos involucrados en el proceso[13]. Estabilización electroquímica: Implica un cambio de base producido por una corriente eléctrica. Los cationes de aluminio se desprenden de un electrodo positivo de aluminio y emigran en el suelo, hacia el electrodo negativo y en el curso de su movimiento se efectúa el cambio de base. Al mismo tiempo el drenaje por electroósmosis hacia el electrodo negativo que tiene la forma de un pozo, ayuda a endurecer el suelo.

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Agentes dispersantes: Aumentan la repulsión en las capas de agua absorbida de la arcilla y hacen que el suelo, adquiera una estructura dispersa u orientada. El límite líquido, índice de plasticidad y la permeabilidad se reducen y se aumenta el peso específico máximo del suelo compactado. Los agentes dispersantes que se utilizan para la estabilización de este tipo es el silicato de sodio y el polifosfato. Alteración térmica: Es la aplicación de un color intenso para desecar el suelo y hasta producir una limitada fusión y cierta vitrificación[5]. Cal: Su uso está limitado a suelos que contengan minerales arcillosos, con los cuales hacer la acción puzolánica que lentamente va cementando las partículas del suelo. Se utiliza en casos que no se necesite pronta resistencia. Este aglomerante es muy adecuado para bajar la plasticidad de los suelos arcillosos, y para contrarrestar el alto contenido de humedad en terracerías o en base y subbase, siempre que éstas no sean muy arenosas. Dosificación entre 2 y 8 %.Una de las ventajas es la reutilización de suelos, disminuyendo la necesidad de préstamos. El empleo de cal incrementa la capacidad portante de los suelos aumentando su índice CBR. También aumenta las resistencias a tracción y a flexión. Por lo tanto, la mejora producida en las capas y explanadas estabilizadas permite reducir espesores y las posibilidades de fallo durante su vida útil. No presenta un fraguado rápido, lo cual permite una gran flexibilidad en la organización de las distintas fases de ejecución: mezcla, extendido, compactación, etc. La estabilización de cualquier capa soporte, haciéndola insensible al agua y aumentando su resistencia frente a los tráficos que soportará durante su vida útil, reduce los costos de construcción, conservación y explotación de la infraestructura. Estabilización de suelos con sales En caminos no pavimentados pueden emplearse cloruro cálcico o cloruro sódico para controlar el polvo. Las características higroscópicas de estos productos ayudan a mantener la humedad en la superficie del camino. Suelen aplicarse disueltos en agua mediante riego al comienzo de la temporada seca, de manera que la dosificación del cloruro oscile entre 0,5 y 1kg /m2. En zonas costeras, el tratamiento puede simplificarse al máximo regando con agua de mar. Las sales se forman de la neutralización de un ácido con una base. Estas se han empleado con mucho éxito en carreteras desde hace mucho tiempo. Estabilización con cloruro de sodio (NaCl)

El cloruro de sodio se produce mediante 3 métodos. El más antiguo consiste en el empleo del calor solar para producir la evaporación del agua salada, con lo que se obtienen los residuos de sal. Otro método consiste en la extracción directa de las minas de sal y el método más reciente consiste en la evaporación del agua de mar mediante el empleo de hornos. Existen varios autores que han estudiado el efecto del cloruro de sodio en las propiedades de los suelos, principalmente en las propiedades físicas y entre las principales observaciones podemos citar las siguientes:

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1. El peso volumétrico seco y la resistencia a la compresión se incrementan al adicionar cloruro de sodio hasta en un 3 por ciento. El límite líquido y el índice plástico se reducen al adicionar cloruro de sodio.

2. La cohesión y el ángulo de fricción interna parecen disminuir al adicionar cloruro de sodio y en especímenes en los que no se permita la pérdida de humedad. Parece que si se permite el secado antes de ensayar los especímenes tanto la cohesión como el ángulo de fricción aumentan de manera importante.

3. Las partículas de roca caliza parecen ser solubles a soluciones de cloruro de sodio

4. La capacidad de retención de humedad aumenta en los suelos tratados con cloruro de sodio

Estabilización con cloruro de calcio (CaCl2) Las principales características que se producen en el suelo estabilizado con esta sal son:

1. Incremento del peso específico 2. Ayuda a mantener una humedad constante en el suelo 3. Reducción del polvo en caminos de tierra 4. Contribuye a la resistencia del suelo 5. Previene el desmoronamiento de la superficie

Estabilización de suelos con silicato de sodio (Na2SiO3).

El silicato de sodio pertenece al grupo de compuestos químicos que poseen un amplio intervalo en sus propiedades físicas y químicas. Se le ha empleado como adhesivo, cementante, detergente, defloculante, catalizador, etc., en solución es incoloro e inodoro y actúa en términos generales, como un jabón fuerte, y causa serios daños a los ojos si se llega a introducir en ellos. La estabilización de suelos con silicato de sodio para su empleo en carreteras, se ha empleado en el mundo desde 1945, aproximadamente, y parece ser que los mejores resultados se han obtenido en el caso de suelos arenosos y climas moderados. Varios investigadores han reportado desde 1945, la efectividad del silicato de sodio como estabilizante de suelos; en algunas ocasiones se le empleó solo y otras veces junto con otros productos químicos. Sin embargo, parece ser, que los éxitos logrados fueron para el caso de suelos arenosos y en climas moderados si se emplea nada más el silicato de sodio, ya que para otros tipos de suelo se requiere el empleo de otros productos.

Químicos adicionales.

Como se puede observar, el silicato de sodio puede ser utilizado en varios trabajos de estabilización de suelos cuando se tiene la presencia de sales de calcio diluidas en agua, pues esto origina silicatos gelatinosos de calcio insolubles, los cuales al hidratarse producen un magnífico agente cementante. El efecto de la adición de un silicato, a cierto tipo de suelos, ha sido el de incrementar la permanencia del agua de compactación, aumentar la resistencia al disgregado, abatir el índice plástico y la expansión. Algunas evidencias indican que en la reacción del silicato de sodio con el suelo se presenta un intercambio aniónico, dando como resultado la formación de corazas de silicatos insolubles alrededor de

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las partículas de suelo, aunado a la acción cementante entre las partículas de suelo y el estabilizante Cemento Portland: Aumenta la resistencia de los suelos y se usa principalmente para mezclarlos con arenas o gravas finas. El suelo- cemento es utilizado en condiciones húmedas, pero no de saturación, porque el curado en obra se limita, por lo general, a retener, la humedad de compactación, para lo cual se emplea una membrana impermeable o una capa asfáltica de sello. La utilización de cemento Portland, como estabilizante se ha intensificado en los últimos años, sobre todo en la construcción de autopistas; de hecho, este material se utiliza con fines de aumentar resistencia más que para disminuir cambios volumétricos. La adición de pequeñas cantidades de cemento, de 2 a 3%, puede modificar significativamente las propiedades del suelo, del orden de 5 al 6% puede originar que el suelo modifique radicalmente estas propiedades; las mezclas del 2 al 6% de cemento con una arcilla actúan como losas semirrígidas, además de reducir los cambios de volumen. La mezcla de cemento-arcilla reduce el límite líquido, el índice de plasticidad y el potencial cambio de volumen; además se incrementa el límite de contracción y la resistencia al corte. Debido a que las partículas de cemento son de mayor tamaño que las partículas arcillosas, es muy posible que se forme un esqueleto constituido por compuestos de arcilla y cemento, dentro de una matriz arcillosa. El esqueleto está formado principalmente por silicatos y aluminatos de calcio hidratados, al cual se encuentra unidas algunas capas de las partículas arcillosas; por lo que se produce la alteración de la arcilla adyacente a los granos de cemento causada por la disolución de sílice y aluminio, tanto de las partículas arcillosas como de los constituyentes amorfos. En el caso de las montmorilonitas, de las partículas arcillosas alteradas pierden sus características expansivas. En el caso de los cementos, deben tenerse siempre muy presentes las características que deseen obtener en el suelo estabilizado, ya que la finalidad puede ser su empleo como material de base de pavimentos con suficientes asfaltos, sub-bases de pavimentos de hormigón hidráulico, cunetas, capas de protección, etc., lo que nos puede indicar la importancia relativa de sus características como pudieran ser las resistencia a la compresión, resistencia a agentes abrasivos, trabajabilidad del suelo, etc.; de antemano se recomienda conocer las características del suelo que se vaya a estabilizar así como los minerales arcillosos que contengan, para poder predecir aproximadamente el resultado que se logrará con la adición del cemento. El porcentaje empleado de las gravas tratadas con cemento, es del orden 3 a 3.5 por ciento. Uno de los objetivos del tratamiento con cemento es reducir la deformabilidad de la estructura del pavimento y por ende la deflexión producida: el valor de la deflexión depende, para una base tratada con cemento y un cierto espesor, de su rigidez, es decir de su módulo de deformación. La técnica de la estabilización involucra una buena disgregación del suelo (especialmente en el caso de arcillas), adición del cemento, mezclado en seco y adición del agua tanto de fraguado como la necesaria para la compactación. Una vez hidratado el cemento, se obtiene una mezcla más dura y resistente que un suelo sin estabilizar. Es importante resaltar que para llevar cabo la estabilización

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de suelos arcillosos con cemento es necesario el previo secado y disgregado de dichos suelos, ya que el mezclado en húmedo es prácticamente imposible, a diferencia de la estabilización con cal. El cemento Portland es un material finamente pulverizado, generalmente de color gris, compuesto principalmente por materiales cristalinos artificiales, siendo los más importantes los silicatos de sodio y aluminio. Estos minerales al reaccionar con el agua producen compuestos capaces de impartir propiedades semejantes a las de las rocas, una vez que ha endurecido la mezcla de cemento y agua. De entre los compuestos típicos que tienen los cementos están: la cal (63%), sílice (22%), aluminio (7%), óxido de hierro (3%), magnesio (2%) y tritóxido de azufre (2%). Cuando se combinan el cemento Portland con el agua, se libera cal de algunos de los compuestos. Esta cantidad de cal liberada puede ser del 15 al 20% del peso total del cemento y se puede controlar mediante la adición de puzolanas. Se considera que la solubilidad de los minerales arcillosos se incrementa al decrecer el tamaño de sus partículas, y por lo tanto su grado de cristalización, ya que así se tendría un área específica mayor y una estructura cristalina más débil. El método llamado “corto” ha sido desarrollado para determinar los contenidos de cementos adecuados para suelos arenosos. Se basa en la realización de pruebas de granulometría, compactación y resistencia a compresión simple a los 7 días. El método designado como “detallado” requiere en primer término de la determinación de del peso volumétrico seco máximo Proctor Estándar y humedades óptimas en especímenes que después de un periodo de curado son sometidos, ya sea a ciclos de congelamiento y deshielo, humedecimiento y secado o a la resistencia a la compresión simple. Estas pruebas de humedecimiento y secado o congelamiento y deshielo, son también conocidas como pruebas de durabilidad. El método designado como “rápido”, involucra la elaboración de especímenes compactados a la humedad óptima Proctor y peso volumétrico seco máximo, con un rango amplio en el contenido de cemento, por ejemplo de 8 a 20%. Después de uno o dos días de curado, se inspecciona a los especímenes picándolo con un punzón o pica hielo y posteriormente golpeándolos contra una superficie rígida, como por ejemplo de hormigón. Si no se puede penetrar en el espécimen en más de 0.6 cm. Y si al golpear el espécimen se produce un sonido claro y sólido, se considera que el contenido de cemento es adecuado. Los métodos empleados para el control de dosificación del suelo-cemento son muy variados pudiéndose citar algunos: - Métodos químicos. - Métodos de conductividad eléctrica. - Método termométrico. El procedimiento de construcción es semejante al de la cal excepto por lo siguiente: por ningún motivo, el lapso transcurrido entre el mezclado del cemento con agua y el final de la compactación debe exceder a 2 horas. No deberá permitirse la circulación sobre el suelo-cemento durante 7 días, aproximadamente, después de su construcción, ni tampoco antes de que se termine y proteja debidamente la capa estabilizada[12].

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Emulsiones Asfálticas: Es muy usada para material triturado sin cohesión. Tiene su mayor uso en suelos arenosos con poca o ninguna arcilla. Los ligantes bituminosos se han usado para subrasantes y pavimentos de bajo costo. Escorias de Fundición: Este se utiliza comúnmente en carpetas asfálticas para darle mayor resistencia, impermeabilizarla y prolongar su vida útil. Polímeros: Este se utiliza comúnmente en carpetas asfálticas para darle mayor resistencia, impermeabilizarla y prolongar su vida útil. Caucho de Neumáticos: este se utiliza comúnmente en carpetas asfálticas para dar mayor resistencia, impermeabilizarla y prolongar su vida útil[5].

1.5.3.4. Estabilización por inyecciones

El sistema de estabilizar el suelo inyectando el agente estabilizador, llamado inyecciones de lechada permite mejorar la calidad de los suelos naturales y de las formaciones e roca y de los rellenos existentes sin necesidad de excavar, procesar o tratar y recompactar. Estas inyecciones tienen como objetivo mejorar las propiedades estructurales del material o reducir su permeabilidad[5].

1.5.3.5. Estabilización con productos químicos.

En la actualidad se ha aplicado un gran número de productos químicos con este fin, la mayoría de ellos con resultados satisfactorios. Aunque es poco común, la estabilización con productos ácidos está adquiriendo en la actualidad bastante difusión y experimentación. De los ácidos que han demostrado ser efectivos para modificar favorablemente algunos suelos, algunos son económicamente competitivos contra otros productos más comunes; sin embargo, como en el caso de los otros productos hasta aquí mencionados, se debe contar con la asesoría de especialistas en la materia, tanto durante la etapa de diseño como de construcción de la estabilización, pues en este caso se involucran peligros tanto para las personas como para los equipos. 1.5.3.5.1. Estabilización de suelos con el producto Rocamix El producto Rocamix es un producto semiviscoso formado por la mezcla de catalizadores, e intercambiadores iónicos y aceleradores de penetración. 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. El ahorro es muy importante. 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 tratado llevan a una mejor durabilidad y por eso también a ahorros aun mayores debido a un menor mantenimiento.

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El Sistema Rocamix consta de 2 productos fundamentales, el propio producto líquido Rocamix y cemento como producto sólido o el hidrato de cal. Como modo de preparación según las especificaciones del fabricante se debe clasificar el suelo según tablas que trae el manual, y después según la dosificación a utilizar se vierte lo más homogéneo posible el cemento en el suelo y el Rocamix en el agua con que se va a compactar. La ventaja del sistema es que a pesar de estar estabilizando con cemento, el porciento de este a suministrar al suelo es ínfimo comparado con la estabilización tradicional. El sistema 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. 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. Los valores de sustentación del suelo tratado permiten una función de las capas de sustentación notablemente mejores y por eso una reducción sin riesgo de las capas de rodadura que pueden pasar de 60 mm a 20/25 mm. Teniendo en consideración que con el diseño de la mejora del suelo, se dan nuevas posibilidades de ahorro que en el Mundo entero pueden llegar entre un 20% y un 45% de los costos de construcción convencionales o tradicionales. Y este ahorro se refiere sólo a la construcción en sí y no incluye los ahorros adicionales debidos a una mayor durabilidad.

1.5.3.5.1.1. Aplicaciones del Sistema Rocamix Líquido.

Este sistema plantea numerosas aplicaciones utilizando el mismo suelo del lugar, según esto las podemos agrupar de la siguiente forma: Estabilizaciones:

Se plantea que con las bases estabilizadoras construidas con este sistema se obtienen: autopistas, carreteras, pistas de aeropuerto, parqueos, áreas de ocio, áreas deportivas, base de almacenamiento, basureros, estabilización de taludes, relleno de zanjas y canalizaciones, etc. con pavimentos muy eficientes por sus prestaciones, y muy ventajosos por sus costos. Impermeabilizaciones

El agua es uno de los problemas más importantes que existen en el mundo actualmente, es por eso que este Sistema se puede utilizar en la impermeabilización de: presas, lagos, acueductos, rehabilitaciones de redes, embalses para piscicultura, estanques de agua de mar, entre otros tipos de embalses[14]. 1.5.3.5.1.2. 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

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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 moto niveladora 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.

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Capítulo II: Caracterización de la arena “La Molina y la arcilla “Formación de Capdevila”.

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CAPÍTULO II: CARACTERIZACIÓN DE ARENA “LA MOLINA” Y LA ARCILLA “FORMACIÓN DE CAPDEVILA”

2.1. Introducción Para la caracterización de la arena y la arcilla es necesario efectuar varios ensayos en el laboratorio que de una forma u otra, permitan la obtención de las propiedades más importantes de dichos suelos, para lograr una subrasante de carretera más económica y segura. Los ensayos que se efectuarán son: Análisis granulométrico. Limite líquido y plástico. Peso específico. Compactación de suelos utilizando los equipos de Proctor estándar y

modificado. CBR. Permeabilidad de los suelos.

2.2. Clasificación de la arena “La Molina” y arcilla “Formación de Capdevila”. Los sistemas de clasificación proporcionan un lenguaje común para expresar en forma concisa las características generales de los suelos, que son infinitamente variadas sin una descripción detallada. Actualmente, dos sistemas de clasificación que usan la distribución por tamaños de granos y plasticidad de los suelos son usados comúnmente por los ingenieros de suelos. Estos son el Sistema de Clasificación AASHTO y el Sistema Unificado de Clasificación de suelos (SUCS). Para la clasificación del suelo es necesario conocer dos de sus propiedades, una de estas es su granulometría y la otra es su consistencia, determinada esta última mediante el ensayo de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de cada suelo.

2.2.1. Análisis granulométrico de la arena.

La distribución relativa de las partículas de diferentes tamaños tiene una gran importancia en las características de la subrasante de carreteras, por lo que resulta interesante conocerla en cada suelo a utilizar. Para ello, se realizó el análisis granulométrico en el laboratorio, utilizando la NC20:1999, donde se tomó dos muestras aleatorias de la arena cuarteada en el laboratorio, y con estas se prepararon 5 muestras, cada una con un contenido de más de 500g con el objetivo de obtener los resultados de granulometría más exactos; las 5 muestras se colocaron en bandejas diferentes y estas se colocaron en la estufa por un tiempo de 24h para eliminar la humedad contenida en cada una de ellas. Pasado este tiempo se comenzó el procedimiento que establece la

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norma para la determinación del porcentaje pasado por cada tamiz, y así poderse confeccionar la curva granulométrica. En la fig. 2 se observa la maceración de las 5 muestras de arena.

Fig.2. Maceración e inmersión de la arena. Los resultados de la granulometría de la arena se pueden observar en el Anexo 1 del trabajo investigativo, observándose, en los valores obtenidos de la masa de suelo total retenida en los tamices y la masa de suelo total antes de tamizar, una diferencia menor que 0,5% e incluso en algunas muestras resultó ser 0. La siguiente tabla muestra los resultados del la curva granulométrica de las 5 muestras de arena.

Tabla 5. Valores de % pasado por cada tamiz de las 5 muestras de arena.

Análisis granulométrico promedio.

Tamiz No. % pasado Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4 Muestra 5 promedio

3/8" 100 100 100 100 100 100 T-N° 4 98,3 98,3 98,4 98,20 98,4 98 T-N° 10 72,2 71,6 71,3 72,10 72,20 72 T-N° 20 43,7 43,5 43,1 43,30 43,80 43 T-N° 40 26,5 25,3 26 25,40 25,90 26 T-N° 60 18,4 18,1 17,7 17,50 17,90 18 T-N° 100 13,0 12,3 12,5 12,60 12,70 13 T-N° 200 9,1 8,6 8,7 8,50 8,90 9

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2.2.2. Análisis granulométrico de los tamaños menores a 0,074mm. Prueba del hidrómetro.

El ensayo se efectuó mediante la NC20:1999; para el mismo se tomó 100g de arena cuarteada en el laboratorio, y del suelo restante se tomó 15g para determinarle la humedad higroscópica mediante la NC67:2000. Luego se introdujo la muestra en un beaker, se le añadió defloculante, se mezcló el suelo, y este se dejó reposar por 24h. Pasado este tiempo se pasó la muestra por la batidora con el objetivo de dispersar las partículas del suelo por 10 min, luego se vertió en una probeta graduada y se le añadió agua destilada hasta 1000ml, y se comenzó a girar la probeta en varias direcciones por 1 min. Después se colocó la probeta en un tanque de agua y se comenzaron a tomar las lecturas con el aerómetro según los tiempos recomendados en la norma. Terminadas las lecturas, el suelo se comenzó a lavar mediante el tamiz 200, luego este se secó en la estufa por 24h y después fue tamizado por tamices de diámetros menores que el Tamiz #10, tomando los valores de la masa retenida en cada tamiz. Los resultados del ensayo se observan en el Anexo 1.1 del trabajo; a continuación se observarán los valores de diámetros menores que el tamiz #200 así como el porcentaje de las partículas que pasan por cada uno. Tabla 6. % pasado por diámetros menores que el del Tamiz#200

% pasado Diámetro (mm)

7,84 0.0636453

4,70137794 0.03234871

4,70137794 0.01181208

4,70137794 0.0083524

4,70137794 0.00590604

4,70137794 0.00295302

4,70137794 0.00120557

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Fig.3. Curva granulométrica promedio de las seis muestras de arena. De acuerdo a los resultados obtenidos en la curva granulométrica de la arena (ver fig.2) se puede llegar a la conclusión que el suelo está conformado por: Gravas= 0% Arenas= 89% Limos: 3.14% Arcilla: 0%

2.2.3. Determinación del límite líquido, límite plástico, e índice de plasticidad de la arena.

Para la determinación del límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad se utilizó la NC58:2000. Para la realización del ensayo, primeramente se mezcló 2 muestras aleatorias de la arena que estaba cuarteada en el laboratorio, y se secó a temperatura ambiente durante 24h, se tomó una pequeña muestra, la misma se colocó en la cápsula de porcelana y se fue desmenuzando durante 20min con un mortero de goma dura. Luego se pasó un porcentaje de arena por el tamiz 40 de tal forma que la cantidad de material tamizado fuera suficiente para elaborar 5 muestras de 150g aproximadamente en cada recipiente, se le añadió agua destilada a las 5 muestras de forma independiente, y se fue mezclando hasta lograr una consistencia de 25 golpes como mínimo. Se colocó el suelo mezclado de las 5 muestras en el humedífero durante 24h y pasado este tiempo cada muestra se colocó en la Copa de Casagrande obteniéndose valores de # de golpes en un rango de 10 a 40 golpes.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,000,010,101,0010,00100,00

% P

AS

AD

O

TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS (mm)

Muestra promedio

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A medida que fue avanzando el ensayo, no se logró a una razón de 10 a 40 golpes, la unión en el fondo de la ranura de 10mm como mínimo, y además no se pudo lograr obtener los cilindros necesarios para la obtención del límite plástico producto a la falta de cohesión de la arena, por lo que se concluyó que el suelo es NP (es decir no plástico).

2.2.4. Clasificación de arena “La Molina”

Sistema de Clasificación AASHTO El porcentaje que pasa por el tamiz #200 es 6%, menor que 35%, por lo que se trata de materiales granulares. Como el porcentaje que pasa por la malla 40 es 23% y por la malla 200 es 6, y además resultó ser un suelo NP, entonces se trata de un suelo de arena fina (A-1-b) Sistema Unificado de Clasificación de suelos (SUCS). El porcentaje que pasa por el tamiz #200 (F) es 6%, menor que 50, por tanto se trata de un suelo de grano grueso. El porcentaje de la fracción gruesa (100- F) es 94%. El porcentaje que pasa por la malla # 4 y es retenido en la malla # 200 (F1) es 92. Como F1 ≥ entonces se trata de un suelo arenoso cuyo símbolo de grupo es SP.

2.2.5. Análisis granulométrico de la arcilla

Para ello, se realizó el análisis granulométrico en el laboratorio utilizando la NC20:1999. Para efectuar el mismo, se tomó dos muestras aleatorias de la arcilla cuarteada en el laboratorio, y con estas se prepararon 5 muestras, cada una con un contenido de más de 500g , las 5 muestras se colocaron en bandejas diferentes y estas se colocaron en la estufa por un tiempo de 24h.Pasado este tiempo se efectuó todo lo que establece la norma para la determinación de l curva granulométrica, cuyos resultados se encuentran en el Anexo 3 del trabajo investigativo, observándose en los valores obtenidos de la masa de suelo total retenida en los tamices y la masa de suelo total antes de tamizar, una diferencia mayor que 0,5.


El ensayo se efectuó mediante la NC20:1999; para el mismo se tomó 50g de arcilla cuarteada en el laboratorio, y del suelo restante se tomó 10g para determinarle la humedad higroscópica mediante la NC67:2000. Luego se introdujo la muestra en un beaker de 250ml, se le añadió defloculante, se mezcló el suelo, y

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este se dejó reposar por 24h. Pasado este tiempo se pasó la muestra para la batidora con el objetivo de dispersar las partículas del suelo por 10 min, luego se vertió en una probeta graduada y se le añadió agua destilada hasta 1000ml, y se comenzó a girar la probeta en varias direcciones por 1 min. Después se colocó la probeta en un tanque de agua y se comenzaron a tomar las lecturas con el aerómetro según los tiempos recomendados en la norma. Terminadas las lecturas, el suelo se comenzó a lavar mediante el tamiz 200, luego este se secó en la estufa por 24h y después fue tamizado por tamices de diámetros menores que el Tamiz #10, tomando los valores de la masa retenida en cada tamiz. Los resultados del ensayo se observan en el Anexo 3.1 del trabajo; a continuación se observarán los valores de diámetros menores que el tamiz #200 así como el porcentaje de las partículas que pasan por cada uno. Tabla 7. % pasado por diámetros menores que el del Tamiz#200


62,01 0,055727562

55,1233155 0,028581421

48,2329011 0,018446178

37,8972794 0,010982796

34,4520722 0,007852461

27,5616578 0,005652944

17,2260361 0,002905

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Fig.4 Curva granulométrica promedio de la muestra de arcilla. De acuerdo a los resultados obtenidos en la curva granulométrica de la arcilla se puede llegar a la conclusión que el suelo está conformado por: Gravas= 0% Arenas= 38.48% Limos: 34.48% Arcilla: 10.34% 2.2.7. Determinación del límite líquido, límite plástico, e índice de plasticidad de la arcilla.

2.2.7.1. Determinación del límite líquido (LL).

Para la determinación del límite líquido, se utilizó la NC58:2000cuyos resultados se obtuvieron a través del método multipunto, utilizando la NC67, para determinar la humedad del suelo. Para la realización del ensayo, primeramente se mezcló 2 muestras aleatorias de la arcilla cuarteada en el laboratorio, y se secó a temperatura ambiente durante 24h, se tomó una pequeña muestra, la misma se colocó en la cápsula de porcelana y se fue desmenuzando durante 20min con un mortero de goma dura. Luego ,se pasó un porcentaje de arcilla por el tamiz 40 de tal forma que la cantidad de material tamizado fuera suficiente para elaborar 5 muestras de 150g aproximadamente en cada recipiente, se le añadió agua destilada a las 5 muestras de forma independiente, y se fue mezclando hasta lograr una consistencia de 25 golpes como mínimo. Se colocó el suelo mezclado de las 5 muestras en el humedífero durante 24h (ver figura 5). Pasado este tiempo cada muestra se colocó en la Copa de Casagrande (ver fig. 6), se realizó una ranura en el centro

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,000,010,101,0010,00100,00

% P

AS

AD

O


Muestra promedio

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de la muestra y se comenzó a golpear la copa de tal forma que se lograra obtener valores de # de golpes en un rango de 10 a 40 golpes, hasta lograr la unión en el fondo de la ranura de 10mm aproximadamente. Luego, se tomó del fondo de la ranura pequeñas muestras de suelo ,se colocaron en 5 pesafiltros por muestras(ver fig.7),se tomaron los valores de peso húmedo que tenían cada muestra y estas fueron colocadas en la estufa por 24h para determinarles el peso seco.

Fig. 5. Muestras de arcillas colocadas en el Humedífero.

Fig. 6. Muestras de arcillas colocadas en la Copa de Casagrande.

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Fig. 7. Muestra para la determinación del límite líquido y plástico de la arcilla.

Fig.8. Gráfico de límite líquido de la muestra promedio de arcilla.

2.2.7.2. Determinación del límite plástico (LP).

Una vez sacada las muestras del Humedífero, se tomó una pequeña porción de cada muestra y se colocó a temperatura ambiente para lograr un contenido de humedad que permitiera una consistencia en la cual se pudieran obtener tabaquitos de suelos con un diámetro de 3mm. El suelo se enrolló hasta que se

50

51

52

53

54

55

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes

Promedio de lasmuestrasLineal (Promedio delas muestras)

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agrietó el material, luego se colocaron los tabaquitos en 2 pesafiltros por cada muestra (ver fig. 6), se le tomó el peso húmedo y luego este se colocó en la estufa para determinarle el peso seco. Con estos valores se determinó % de humedad por cada muestra según la NC67:2000 y el promedio de estas resultó ser el límite plástico.

2.2.7.3. Determinación del Índice de plasticidad (IP).

El índice de plasticidad (IP) se determinó según la NC58:2000, donde IP= LL- LP. Los resultados del ensayo para la determinación del límite líquido, límite plástico e Índice de plasticidad se pueden observar en el Anexo 4. A continuación se observarán los valores de LL, LP e IP de las 5 muestras de arcillas así como la de la muestra promedio. Tabla 8. Valores de LL, LP e IP de las 5 muestras de arcillas.

2.2.8. Clasificación de arcilla “Formación Capdevila”

Sistema de Clasificación AASHTO El porcentaje que pasa por el tamiz #200 es 75%, mayor que 35%, por lo que se trata de materiales limo-arcillosos. Como el porcentaje que pasa por la malla 40 es 81% y por la malla 200 es 75%, y además su límite líquido es 52% y su IP es 25%, entonces se trata de un suelo arcilloso, cuya clasificación de su grupo es A-7-6(19) Sistema Unificado de Clasificación de suelos (SUCS). El porcentaje que pasa por el tamiz #200 (F) es 75%, mayor que 50, por tanto se trata de un suelo de grano fino, por tanto según la carta de plasticidad, se trata de un suelo con índice de grupo CH, es decir es un suelo inorgánico, cuyo LL es mayor que 50 y su IP se grafica encima de la línea A, (Fig. 9), cuyo nombre de grupo es arcilla densa arenosa.

Muestra # LL LP IP 1 51 25 26 2 52 27 25 3 51 26 25 4 53 28 25 5 53 29 24 Promedio 52 27 25

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Fig. 9. Carta de Plasticidad 2.2.9. Clasificación de arcilla “Formación Capdevila” pasada por el tamiz #200

2.2.9.1. Determinación del límite líquido, límite plástico, e índice de plasticidad de la arcilla pasada por el tamiz # 200.

Para la determinación de los resultados de límite líquido, se utilizó la NC58:2000calculando el mismo a través del método multipunto, utilizando la NC67, para determinar la humedad del suelo.

Para la realización del ensayo, primeramente se mezcló 2 muestras aleatorias de la arcilla cuarteada en el laboratorio, y se secó en la estufa durante 24h, luego la muestra se puso en inmersión y pasado las 24h, esta fue lavada a través del tamiz# 200; el agua que iba expulsando con el material menor que 0,075mm se almacenó en bandejas y esta se iba eliminando de tal forma que quedara el residuo de material limoso y arcilloso en dicha bandeja. Una vez obtenido todo el material que era necesario para efectuar los límites, este se dejó en la bandeja durante 24h para que el agua que quedara se evaporara. Pasado este tiempo se prepararon 5 muestras de 150g aproximadamente en cada recipiente, se le añadió agua destilada a las 5 muestras de forma independiente, y se fue mezclando hasta lograr una consistencia de 25 golpes como mínimo. Se colocó el suelo mezclado de las 5 muestras en el humedífero durante 24h. Al día siguiente cada muestra se colocó en la Copa de Casagrande se realizó una ranura en el centro de la muestra y se comenzó a golpear la copa de tal forma que se lograra obtener valores de # de golpes en un rango de 10 a 40 golpes, hasta lograr la unión en el fondo de la ranura de 10mm aproximadamente. Luego, se tomó del fondo de la ranura pequeñas muestras de suelo, se colocaron en 5 pesafiltros por muestras, se tomaron los valores de peso húmedo que tenían cada muestra y estas fueron colocadas en la estufa por 24h para determinarles el peso seco.

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Fig.10. Gráfico de límite líquido de la muestra promedio de arcilla pasada por el tamiz#200. 2.2.9.2. Determinación del límite plástico (LP).

Una vez sacada las muestras del Humedífero, se tomó una pequeña porción de cada muestra y se colocó a temperatura ambiente para lograr un contenido de humedad que permitiera una consistencia en la cual se pudieran obtener tabaquitos de suelos con un diámetro de 3mm, sin que se pegara el suelo en las manos a medida que este se fuera enrollando. El suelo se enrolló hasta que se agrietó el material, luego se colocaron los tabaquitos en 2 pesafiltros por cada muestra se le tomó el peso húmedo y luego este se colocó en la estufa para determinarle el peso seco. Con estos valores se determinó % de humedad por cada muestra según la NC67:2000 y el promedio de estas resultó ser el límite plástico.


El índice de plasticidad (IP) se determinó según la NC58:2000, donde IP= LL- LP. Los resultados del ensayo para la determinación del límite líquido, límite plástico e Índice de plasticidad se pueden observar en el Anexo 5. A continuación se observarán los valores de LL, LP e IP de las 5 muestras así como la de la muestra promedio.

59

64

69

74

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes


25

50


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Tabla 9. Valores de LL, LP e IP de las 5 muestras de arcillas.

2.2.9.4. Clasificación del suelo.

Sistema de Clasificación AASHTO El porcentaje que pasa por el tamiz #200 es 75%, mayor que 35%, por lo que se trata de materiales limo-arcillosos. Como el porcentaje que pasa por la malla 40 es 81% y por la malla 200 es 75%, y además su límite líquido es 61% y su IP es 27%, entonces se trata de un suelo arcilloso, cuya clasificación de su grupo es A-7-5(22) Sistema Unificado de Clasificación de suelos (SUCS). El porcentaje que pasa por el tamiz #200 (F) es 75%, mayor que 50, por tanto se trata de un suelo de grano fino, por tanto según la carta de plasticidad, se trata de un suelo con símbolo de grupo MH, es decir es un suelo inorgánico, cuyo LL es mayor que 50 y su IP se grafica debajo de la línea A, (Fig. 8), cuyo nombre de grupo es limo elástico arenoso.

2.3. Determinación del Peso específico de la arena y la arcilla de forma natural. El peso específico del suelo constituye el peso del suelo por volumen unitario, donde el mismo se determina de forma práctica en el laboratorio. Para la determinación del mismo se utilizó la NC19: 1999. Para ello, inicialmente se cuarteó el material y se tomó una pequeña porción de suelo que fuera suficiente para confeccionar 10 muestras de aproximadamente 100g cada una. Esta porción se colocó en el mortero de hierro, para efectuar la trituración del material, donde a medida que se iba triturando el material este se pasaba por el tamiz 4. Luego se tomaron 10 pesafiltros, se les añadió el suelo y estos fueron colocados en la estufa por un tiempo de 24h. Transcurrido el tiempo se pesó cada pesafiltro, y el material fue vertido en 10 matraces calibrados cada uno. A estos se le añadió agua de tal forma que tapara el suelo y los mismos se dejaron reposar 10min, luego cada matraz se colocó en baño de María (ver fig.9)con el objetivo de eliminar las burbujas de agua en el suelo, y después se

Muestra # LL LP IP 1 61 33 28

2 60 34 26

3 61 34 27

4 61 34 27

5 61 33 28

Promedio 61 34 27

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dejó cada uno en reposo con agua destilada hasta arriba por 24h. Pasado las 24 h se le determinó la temperatura a cada matraz. Los resultados del ensayo de la arena se observan en el Anexo 2 del trabajo, mientras que los de la arcilla se observan en el Anexo 6, donde se determinó como resultado final que la arena tiene un peso específico de 2.78 y la arcilla de 2.71.

Fig. 11. Matraces colocados en Baño de María. En la siguiente tabla se muestran los valores de peso específico para las muestras ensayadas en el laboratorio de la arena y la arcilla en estado natural. Tabla 7. Valores de peso específico de la arcilla. muestra# 1 2 3 4 5 promedio

peso

específico 2,72 2,7 2,71 2,72 2,71 2,71

Tabla 8. Valores de peso específico de la arena. muestra# 1 2 3 4 5 promedio

peso

específico 2,78 2,78 2,78 2,78 2,79 2,78

2.4. Ensayo de Compactación de la arcilla. La compactación o reducción de la relación de vacíos es el medio más adecuado para regular las propiedades del suelo. Por medio de la compactación generalmente es posible compensar las deficiencias en la calidad y el deterioro de las propiedades como consecuencia del aumento de humedad. Se han establecido un número de normas arbitrarias para determinar las humedades óptimas y los pesos específicos, pero las más usuales son las Pruebas Proctor, señalando el Proctor estándar y el Proctor Modificado.

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2.4.1. Ensayo Proctor Estándar.

El ensayo se efectuó con el apoyo de la NC20:2006, donde inicialmente se tomó de la muestra cuarteada 3000g de arcilla, esta se pasó por el tamiz #4 y se vertió en un plato redondo de aluminio. Luego, se regó el material en el plato y a este se le echó 5 % de agua; el suelo se fue mezclando poco a poco hasta lograr evitar todos los grumos, y se fue colocando cada 3 capas de espesor constante, en un molde de hierro con un volumen de 902.75cm3. A cada capa del suelo se le fue dando 25 golpes con el martillo de Proctor Estándar hasta confeccionar una probeta con el propio suelo; se le tomó el peso a la probeta con el suelo y luego se sacó del molde para tomar del centro del suelo una pequeña muestra y determinarle la humedad mediante la NC67:2000. Este mismo procedimiento se fue realizando a medida que se le fue aumentando el contenido de agua hasta lograr una disminución en el peso del molde con el suelo y así obtener la humedad óptima. Los valores de peso específico seco y húmedo, así como los de humedad se pueden observar en el Anexo 7 del trabajo, observándose los valores de humedad óptima y densidad máxima de las 5 muestras así como la de la muestra promedio en la siguiente tabla: Tabla 12. Valores de humedad óptima y densidad máxima de las 5 muestras de arcilla.

Muestra # Wóptima (%)

Densidad máxima(KN/m3)

1 25.5 14.1 2 25.1 13.9 3 25.9 13.7 4 25.5 13.63 5 25 13.89 Promedio 25.4 13.84

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Fig. 12. Curva de Compactación Estándar de la arcilla.

2.4.2. Ensayo Proctor Modificado.

El ensayo se efectuó con el apoyo de la NC20:2006, donde inicialmente se tomó de la muestra cuarteada en el laboratorio 5000g de suelo, este se pasó por el tamiz #4 y se vertió en un plato redondo de aluminio. Luego, se regó el material en el plato y a este se le echó 5 % de agua; el suelo se fue mezclando poco a poco hasta lograr evitar todos los grumos, y se fue colocando cada 5 capas de espesor constante, en un molde de hierro con un volumen de 902.75cm3. A cada capa del suelo se le fue dando 25 golpes con el martillo de Proctor Modificado hasta confeccionar una probeta con el propio suelo; se le tomó el peso a la probeta con el suelo y luego se sacó del molde para tomar del centro del suelo una pequeña muestra y determinarle la humedad mediante la NC67:2000. Este mismo procedimiento se fue realizando a medida que se le fue aumentando el contenido de agua hasta lograr una disminución en el peso del molde con el suelo y así obtener la humedad óptima. Los valores de peso específico seco y húmedo, así como los de humedad se pueden observar en el Anexo 8 del trabajo, observándose los valores de humedad óptima y densidad máxima de las 5 muestras así como la de la muestra promedio en la siguiente tabla: Tabla 13. Valores de humedad óptima y densidad máxima de las 5 muestras de arcilla.



1 19 15.9 2 18 16 3 21 15.91 4 19 16

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Fig.13. Curva de Promedio del Proctor Modificado de la muestra promedio de arcilla.

2.5. Ensayo de Compactación de la arena. Para el ensayo de Proctor Estándar y Modificado de la arena efectuamos el mismo procedimiento de la arcilla, sin embargo a medida que se aumentaba el contenido de agua en el material, a la hora de obtener las probetas, estas se desmenuzaban completamente producto de la falta de cohesión de las partículas lo que se hizo difícil la obtención de la humedad óptima y densidad máxima de dicho suelo.

2.6. Ensayo de CBR de la arcilla. El índice de CBR es la carga necesaria para introducir un pistón de dimensiones normalizadas. Este constituye una medida comparativa de la resistencia al corte de un terreno, y además es la relación entre el esfuerzo total ejercida sobre la muestra de suelo, para una penetración determinada y el esfuerzo total correspondiente a la misma penetración de una muestra tipo.

El ensayo se llevó a cabo mediante la NC20:2006, donde inicialmente se tomó del suelo cuarteado en el laboratorio 5000g, este se colocó en un plato de aluminio y se extendió para verterle el agua que es necesaria para lograr la compactación del suelo. Antes de echarle el agua al suelo, a este se le determinó la humedad higroscópica según la NC67:2000. Luego se mezcló dicho suelo con el agua, se tomó 50g de suelo, se colocaron en pesafiltros y se le determinó la humedad según establece la NC67:2000, el suelo restante se colocó por capa en el molde

12

14

16

18

20

10 15 20 25 30

MuestraPromedio

5 20 15.8 Promedio 19.4 15.92

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de CBR, confeccionando 5 capas por moldes de espesor constante debido a que la energía utilizada es la del Proctor modificado, y a cada capa se le fue dando 56 golpes, escarificando cada capa. Terminada las capas, se retiró el collarín del molde, y se enrasó bien la probeta. El molde se quitó del plato y este invirtió de tal forma que quedara el papel de filtro que especifica la norma poner en el fondo del molde, antes de echar el suelo, en la parte superior del molde. Para la elaboración del ensayo se confeccionaron 5 probetas. Se colocaron las pesas anulares de sobrecarga sobre el plato perforado y el vástago ajustable ensamblado, descendiéndolos cuidadosamente sobre la muestra compactada en el molde .Luego, estas probetas se pusieron en inmersión durante 4 días, donde a cada una, todos los días se le tomaba la lectura de hinchamiento con el indicador de deformación (ver fig. 14).El último día, se extrajo los moldes del tanque de agua y sosteniendo la placa y la sobrecarga en su posición, se vertió el agua dejándola escurrir 15min.Se retiró la placa perforada y la sobrecarga, se secó con un paño húmedo el agua que estaba en la parte exterior del molde y se le determinó la masa. Se colocó nuevamente la sobrecarga sin la placa perforada, dejando libre la parte central, estos se situaron en la base de la prensa, se colocó el pistón en su centro, aplicándole a la muestra una carga de contacto, y con esto se tomaron las lecturas de penetración así como los valores de esfuerzo (ver fig. 15).Por último se desmontó el molde y con el extractor, se sacó la masa del molde y se determinó el contenido de humedad según la NC67:2000

Fig.14. Detalles de la disposición para medir el hinchamiento durante la saturación

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Fig. 15. Disposición del suelo para el ensayo durante la penetración Los resultados del ensayo se observan en el Anexo 10 del trabajo, donde se obtuvo como resultados finales los siguientes datos: Tabla 14. Valores de CBR de las 5 muestras de arcilla.

ENSAYO 1 2 3 4 5

Valor promedio de CBR

% CBR 1,66 1,78 1,66 1,78 1,66 1,7 % PESO

UNITARIO 16,18 16,02 16,12 15,95 15,97

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Fig. 16. Curva de hinchamiento de las cinco muestras de arcilla.

Fig. 17. Curva de Penetración versus Esfuerzo de las cinco muestras de arcilla.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 4

Hinc

ham

ient

o(m

m)

Dias en inmercion

muestra 1

muestra 2

muestra 3

muestra 4

muestra 5

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 2 4 6 8 10 12 14

ESFU

ERZO

(Mpa

)

Pentracion (mm)

MUESTRA 1

MUESTRA 2

MUESTRA 3

MUESTRA 4

MUESTRA 5

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2.7. Clasificación de 80% de arena “La Molina” + 20% de arcilla “Formación de Capdevila”. 2.7.1. Análisis granulométrico.

Para el análisis granulométrico en el laboratorio se utilizó la NC20:1999. Para el mismo, se tomó dos muestras aleatorias del cuarteo que se le efectuó a la arena que se encontraba en el laboratorio en forma de pila y a la arcilla, estas se mezclaron con un contenido de 80% de arena y 20% de arcilla y se prepararon 5 muestras, cada una con un contenido de más de 500g con el objetivo de obtener los resultados de granulometría más exactos; las 5 muestras se colocaron en bandejas diferentes y estas se colocaron en la estufa por un tiempo de 24h. A las 24h de secarse las muestras en la estufa, se le añadió agua a cada una, y estas se dejaron en inmersión durante 24h con el objetivo de separar las partículas de la arena y la arcilla. Pasado este tiempo se efectuó el lavado del material a través del tamiz 200, y luego se colocó en la estufa para posteriormente pasarlo por el juego de tamices. Los resultados de la granulometría de la unión de la arena con la arcilla se pueden observar en el Anexo 10 del trabajo investigativo, observándose en los valores obtenidos de la masa de suelo total retenida en los tamices y la masa de suelo total antes de tamizar, una diferencia menor que 0,5%. La siguiente tabla muestra los resultados de la curva granulométrica de las 5 muestras de arena+ arcilla.

Tabla 15. Valores de % pasado por cada tamiz de las 5 muestras de arena + arcilla.


Tamiz No.

% pasado Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3 Muestra 4

Muestra 5 promedio

3/8" 100 100 100 100 100 100 T-N° 4 98,24 98,00 97,18 98,20 97,2 97,76 T-N° 10 81,25 80,74 77,39 81,20 80,5 80,22 T-N° 20 56,15 55,79 51,80 56,90 57,1 55,55 T-N° 40 37,90 37,87 34,94 38,50 39,8 36.26 T-N° 60 29,21 29,08 27,09 30,30 32,4 29,61 T-N° 100 22,81 22,71 21,31 24,10 24,4 23,07 T-N° 200 18,0 19,0 19,2 19,4 22,1 19,5

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El ensayo se efectuó mediante la NC20:1999; para el mismo se tomó 100g material, donde el 80% correspondía a la arena mientras que el 20% era de arcilla; del suelo restante se tomó 10g para determinarle la humedad higroscópica mediante la NC67:2000. Luego se introdujo la muestra en un beaker de 250ml, se le añadió defloculante, se mezcló el suelo, y este se dejó reposar por 24h. Pasado este tiempo se pasó la muestra por la batidora con el objetivo de dispersar las partículas del suelo por 10 min, luego se vertió en una probeta graduada y se le añadió agua destilada hasta 1000ml, y se comenzó a girar la probeta en varias direcciones por 1 min. Después se colocó la probeta en un tanque de agua y se comenzaron a tomar las lecturas con el aerómetro según los tiempos recomendados en la norma. Terminadas las lecturas, se comenzó el lavado del suelo mediante el tamiz 200, luego este se secó en la estufa por 24h y después fue tamizado por tamices de diámetros menores que el Tamiz #10, tomando los valores de la masa retenida en cada tamiz. Los resultados del ensayo se observan en el Anexo 10.1 del trabajo; a continuación se observarán los valores de diámetros menores que el tamiz #200 así como el porcentaje de las partículas que pasan por cada uno. Tabla 16. % pasado por diámetros menores que el del Tamiz#200


18,84780618 0,059478057

15,70650515 0,03041245

12,56520412 0,019582372

10,9945536 0,011385228

6,282602059 0,008271177

6,282602059 0,005848605

6,282602059 0,002924303

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Fig. 18. Curvas granulométricas de las 5 muestras individuales de arena+ arcilla.

De acuerdo a los resultados obtenidos en la curva granulométrica se puede llegar a la conclusión que el suelo está conformado por:

Gravas= 0% Arena=78.26% Limos: 12.56% Arcilla: 0% 2.7.3. Determinación del límite líquido, límite plástico, e índice de plasticidad de 80% de arena+ 20% de arcilla. 2.7.3.1. Determinación del límite líquido (LL).

Para la determinación del límite líquido, se utilizó la NC58:2000cuyos resultados se obtuvieron a través del método multipunto, utilizando la NC67, para determinar la humedad del suelo.

Para la realización del ensayo, primeramente se mezcló 2 muestras aleatorias de 80% de arena con un 20% de arcilla que estaba cuarteada en el laboratorio, y se secó a temperatura ambiente durante 24h, se tomó una pequeña muestra de esta unión, la misma se colocó en la cápsula de porcelana y se fue desmenuzando durante 20min con un mortero de goma dura. Luego ,se pasó un porcentaje de la muestra por el tamiz 40 de tal forma que la cantidad de material tamizado fuera suficiente para elaborar 5 muestras de 150g aproximadamente en cada recipiente, se le añadió agua destilada a las 5 muestras de forma independiente, y

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,000,010,101,0010,00100,00

% P

AS

AD

O


Curvagranulométricapromedio

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se fue mezclando hasta lograr una consistencia de 25 golpes como mínimo. Se colocó el suelo mezclado de las 5 muestras en el humedífero durante 24h. Pasado este tiempo cada muestra se colocó en la Copa de Casagrande (ver fig. 17), se realizó una ranura en el centro de la muestra y se comenzó a golpear la copa de tal forma que se lograra obtener valores de # de golpes en un rango de 10 a 40 golpes, hasta lograr la unión en el fondo de la ranura de 10mm aproximadamente. Luego, se tomó del fondo de la ranura pequeñas muestras de suelo, se colocaron en 5 pesafiltros por muestras, se tomaron los valores de peso húmedo que tenían cada muestra y estas fueron colocadas en la estufa por 24h para determinarles el peso seco.

Fig. 19. Copa de Casagrande para la determinación del límite líquido.

2323,223,423,623,8

2424,224,424,624,8

25

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes

Muestra promedio

Lineal (Muestrapromedio)

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Fig.20. Gráfico de límite líquido de la muestra promedio de 80% de arena+ 20 % de arcilla 2.7.3.2. Determinación del límite plástico (LP). Una vez sacada las muestras del Humedífero, se tomó una pequeña porción de cada muestra y se colocó a temperatura ambiente para lograr un contenido de humedad que permitiera una consistencia en la cual se pudieran obtener tabaquitos de suelos con un diámetro de 3mm, sin que se pegara el suelo en las manos a medida que este se fuera enrollando. El suelo se enrolló hasta que se agrietó el material, luego se colocaron los tabaquitos en 2 pesafiltros por cada muestra, se le tomó el peso húmedo y luego este se colocó en la estufa para determinarle el peso seco. Con estos valores se determinó % de humedad por cada muestra según la NC67:2000 y el promedio de estas resultó ser el límite plástico. 2.7.3.3. Determinación del Índice de plasticidad (IP). El índice de plasticidad (IP) se determinó según la NC58:2000, donde IP= LL- LP. Los resultados del ensayo para la determinación del límite líquido, límite plástico e Índice de plasticidad se pueden observar en el Anexo 11. A continuación se observarán los valores de LL, LP e IP de las 5 muestras de 80% de arena + 20 % de arcilla así como la de la muestra promedio. Tabla 17. Valores de LL, LP e IP de las 5 muestras de arena+ arcilla.

2.7.4. Clasificación de 80% de arena + 20 % de arcilla.

Sistema de Clasificación AASHTO

El porcentaje que pasa por el tamiz #200 es 19.5%, menor que 35%, por lo que se trata de materiales granulares. Como el porcentaje que pasa por la malla 40 es 36.26% y por la malla 200 es 19.5, el LL es 24 y el IP es menor que 10, se trata de un suelo A-2-4(0), es decir es una grava y arena limosa o arcillosa.


2 24 14 10

3 25 15 10

4 25 15 10

5 25 14 11

Promedio 24 15 9

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Sistema Unificado de Clasificación de suelos (SUCS). El porcentaje que pasa por el tamiz #200 (F) es 19.5%, menor que 50, por tanto se trata de un suelo de grano grueso. El porcentaje de la fracción gruesa (100- F) es 80.5%. El porcentaje que pasa por la malla # 4 y es retenido en la malla # 200 (F1) es78.26.

Como F1 ≥ entonces se trata de un suelo arenoso cuyo símbolo de grupo es SC, cuyo nombre es Arena Arcillosa.

2.8. Determinación del Peso específico de 80% de arena + 20 % de arcilla. Para ello, inicialmente se cuarteó el material y se tomó una pequeña porción de suelo que fuera suficiente para confeccionar 10 muestras de aproximadamente 100g cada una. Esta porción se colocó en el mortero de hierro (ver fig.19), para efectuar la trituración del material, donde a medida que se iba triturando el material este se pasaba por el tamiz 4. Luego se tomaron 10 pesafiltros, se les añadió el suelo y estos fueron colocados en la estufa por un tiempo de 24h. Transcurrido el tiempo se pesó cada pesafiltro, y el material fue vertido en 10 matraces calibrados cada uno. A estos se le añadió agua de tal forma que tapara el suelo y los mismos se dejaron reposar 10min, luego cada matraz se colocó en baño de María con el objetivo de eliminar las burbujas de agua en el suelo, y después se dejó cada uno en reposo con agua destilada hasta arriba por 24h. Pasado las 24 h se le determinó la temperatura a cada matraz. Los resultados del ensayo se observan en el Anexo 12 del trabajo, donde se determinó como resultado final que el suelo tiene un peso específico de 2.82. La siguiente tabla muestra los valores de peso específico que alcanzó las 5 muestras confeccionadas con un 80% de arena+20% de arcilla. Tabla 18. Valores de peso específico de la arena+ arcilla. muestra# 1 2 3 4 5 promedio peso

especifico 2,82 2,82 2,81 2,82 2,82 2,82

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Fig.21. Mortero de Hierro para la trituración del material.

2.9. Ensayo de Compactación de 80% de arena+ 20 % de arcilla. 2.9.1. Ensayo Proctor Estándar.

El ensayo se efectuó con el apoyo de la NC20:2006, donde inicialmente se tomó de la muestra cuarteada en el laboratorio 3000g de suelo, formado por 80 % de arena y 20 % de arcilla del total de la muestra, este se pasó por el tamiz #4 y se vertió en un plato redondo de aluminio. Luego, se regó el material en el plato y a este se comenzó echándole 5 % de agua; el suelo se fue mezclando poco a poco hasta lograr evitar todos los grumos, y se fue colocando cada 3 capas de espesor constante, en un molde de hierro con un volumen de 902.75cm3. A cada capa del suelo se le fue dando 25 golpes con el martillo de Proctor Estándar hasta confeccionar una probeta con el propio suelo; se le tomó el peso a la probeta con el suelo y luego se sacó del molde para tomar del centro del suelo una pequeña muestra y determinarle la humedad mediante la NC67:2000. Este mismo procedimiento se fue realizando a medida que se le fue aumentando el contenido de agua hasta lograr una disminución en el peso del molde con el suelo y así obtener la humedad óptima. Los valores de peso específico seco y húmedo, así como los de humedad se pueden observar en el Anexo13 del trabajo, observándose los valores de humedad óptima y densidad máxima de las 5 muestras así como la de la muestra promedio en la siguiente tabla:

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Tabla 19. Valores de humedad óptima y densidad máxima de las 5 muestras de 80% de arena+ 20% de arcilla y de la muestra promedio.

Fig.22. Curva de Compactación Estándar 80% de arena+ 20% de arcilla. 2.9.2. Ensayo Proctor Modificado.

El ensayo se efectuó con el apoyo de la NC20:2006, donde inicialmente se tomó de la muestra cuarteada en el laboratorio 5000g de suelo, donde 80% era de arena y 20% es de arcilla, este se pasó por el tamiz #4 y se vertió en un plato redondo de aluminio. Luego, se regó el material en el plato y a este se le echó 5 % de agua; el suelo se fue mezclando poco a poco hasta lograr evitar todos los grumos, y se fue colocando cada 5 capas de espesor constante, en un molde de hierro con un volumen de 902.75cm3. A cada capa del suelo se le fue dando 25 golpes con el martillo de Proctor Modificado hasta confeccionar una probeta con el propio suelo; se le tomó el peso a la probeta con el suelo y luego se sacó del molde para tomar del centro del suelo una pequeña muestra y determinarle la humedad mediante la NC67:2000. Este mismo procedimiento se fue realizando a medida que se le fue aumentando el contenido de agua hasta lograr una disminución en el peso del molde con el suelo y así obtener la humedad óptima.

18

18,5

19

19,5

20

20,5

21

21,5

22

0 5 10 15 20 25 30

Muestra promedio



1 10.9 20.27 2 10.8 20.15 3 11 20.27 4 8 20.19 5 9 20.25 Promedio 11 20.2

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Los valores de peso específico seco y húmedo, así como los de humedad se pueden observar en el Anexo14 del trabajo, observándose los valores de humedad óptima y densidad máxima de las 5 muestras así como la de la muestra promedio en la siguiente tabla: Tabla 20. Valores de humedad óptima y densidad máxima de las 5 muestras de arena + arcilla.

Fig.23. Curva del Proctor Modificado 80% de arena+ 20% de arcilla.

2.10. Ensayo de CBR de 80% de arena+ 20% de arcilla. El ensayo se llevó a cabo mediante la NC20:2006, donde inicialmente se tomó del suelo cuarteado en el laboratorio 5000g, es decir 80% de la muestra correspondía a la arena mientras que el 20% correspondía a la arcilla. Este se colocó en un plato de aluminio y se extendió para verterle el agua que es necesaria para lograr la compactación del suelo. Antes de echarle el agua al suelo, a este se le determinó la humedad higroscópica según la NC67:2000. Luego se mezcló dicho

20

21

22

23

24

25

26

0 2 4 6 8 10 12 14

MuestraPromedio

Curva desaturación


Densidad máxima (Kn/m3)

1 8 21.9 2 8 22 3 7.2 22 4 8 21.8 5 7 21.6 Promedio 7.5 21.21

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suelo con el agua, se tomó 50g de suelo, se colocaron en pesafiltros y se le determinó la humedad según establece la NC67:2000, el suelo restante se colocó por capa en el molde de CBR, confeccionando 5 capas por moldes de espesor constante debido a que la energía utilizada es la del Proctor modificado, y a cada capa se le fue dando 56 golpes, escarificando cada capa. Terminada las capas, se retiró el collarín del molde, y se enrasó bien la probeta. El molde se quitó del plato y este invirtió de tal forma que quedara el papel de filtro que especifica la norma poner en el fondo del molde, antes de echar el suelo, en la parte superior del molde. Para la elaboración del ensayo se confeccionaron 5 probetas. Se colocaron las pesas anulares de sobrecarga sobre el plato perforado y el vástago ajustable ensamblado, descendiéndolos cuidadosamente sobre el espécimen compactado en el molde .Luego, estas probetas se pusieron en inmersión durante 4 días, donde a cada una, todos los días se le tomaba la lectura de hinchamiento con el indicador de deformación. El último día, se extrajo los moldes del tanque de agua y sosteniendo la placa y la sobrecarga en su posición, se vertió el agua dejándola escurrir 15min.Se retiró la placa perforada y la sobrecarga, se secó con un paño húmedo el agua que estaba en la parte exterior del molde y se le determinó la masa. Se colocó nuevamente la sobrecarga sin la placa perforada, dejando libre la parte central, estos se situaron en la base de la prensa, se colocó el pistón en su centro, aplicándole a la muestra una carga de contacto, y con esto se tomaron las lecturas de penetración así como los valores de esfuerzo. Por último se desmontó el molde y con el extractor, se sacó la masa del molde y se determinó el contenido de humedad según la NC67:2000.

Los resultados del ensayo se observan en el Anexo 15 del trabajo, cuyos resultados finales se observan en la siguiente tabla y en los gráficos de la fig.24y 25.

Tabla 21. Valores de CBR de las 5 muestras de arena+ arcilla.

ENSAYO 1 2 3 4


% CBR 16,94 15,55 15,95 16,74

16.33% Peso Unitario 21,68 21,54 21,64 21,81 % de Compactación 99,5 98,5 98,7 99

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Fig. 24. Curva de hinchamiento de las cinco muestras de arena+ arcilla.

Fig. 25. Curva de Penetración versus Esfuerzo de las cinco muestras de arena+ arcilla.

2.11. Análisis de los resultados. Una vez realizado los ensayos de la arena y la arcilla de forma independiente, para luego analizar las propiedades del suelo areno arcilloso se puede resumir que:

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0 1 2 3 4 5

Hinc

ham

ient

o

Dias en inmersion

muestra 1

muestra 2

muestra 3

muestra 4

muestra 5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 2 4 6 8 10 12 14

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La arena según los resultados obtenidos es una arena con poca cantidad de limos y cero de arcilla, lo que implica que la misma no tenga plasticidad, y por tanto no exista cohesión entre sus partículas, lo que trajo como resultado que la misma no se pueda determinar el contenido de humedad para lograr la compactación del suelo, así como su resistencia.

La arcilla alcanzó valores de LL, LP e IP elevados, por lo que resultaría ser un suelo con una buena compresibilidad, producto a la plasticidad y cohesión de sus partículas, y además tiene valores de densidad normales; sin embargo la misma tiene como desventaja que experimenta cambios de volumen extremadamente grandes, y además su resistencia es bastante baja.

Como se pudo observar una vez que se realizó el ensayo de Consistencia de la arcilla pasada por el tamiz # 200, los valores de LL, LP e IP resultaron ser mayores que los obtenidos a partir de la mezcla, por lo que se puede concluir que la plasticidad de la arcilla pasada por la criba # 200, se evidencia mejor que en la pasada por el tamiz # 40, ya que en este último se analizan partículas mayores que el #200que de una forma u otra pueden influir en la obtención de dicho parámetro afectando la clasificación del suelo.

El suelo areno arcilloso tiene un contenido de limos, por lo que esto facilita un poco de plasticidad del suelo, además, tiene: 24% de LL menor que 30%, el porcentaje que pasa por el tamiz # 200 es 19,5%, mayor que 20% y además el CBR es mayor que el 15%, entonces se puede utilizar como subrasante de carretera según recomienda la NC334:2004,

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Capítulo III: Estabilización del suelo areno arcilloso estabilizado con el Sistema Rocamix.

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CAPÍTULO III: ESTABILIZACIÓN DEL SUELO ARENO ARCILLOSO CON EL SISTEMA ROCAMIX. 3.1. Introducción La incorporación de aditivos en un determinado suelo, trae consigo mejorar una serie de propiedades físicas y mecánicas que sean importantes en el diseño de cualquier obra ya sea estructural o vial, de acuerdo al interés de los ingenieros. El Sistema Rocamix constituye una de las estabilizaciones químicas más recomendables en el diseño de carretera en estos últimos años, cuya función es mejorar las propiedades del suelo a emplear. El mismo está formado por cemento, cal y Rocamix, donde este consiste en agregar sales cuaternarias de amonio las cuales logran equilibrar el desbalance electroquímico, mediante la incorporación de fuertes iones + (cationes) que reemplazan, los débiles cationes del agua adheridos a la partícula de arcilla, disociándolos y ocupando los sitios iónicos vacantes. Cómo además las moléculas de estabilizador poseen un “cola” hidrofóbica constituida por ciertos enlaces de átomos de H y C (hidrocarburos), la partícula cambia su comportamiento comenzando a repeler agua manteniendo las partículas de arcilla en un estado hidrofóbico permanente. Esto por otra parte, implica la eliminación del efecto expansivo que el agua provoca en los suelos ya que una vez que las reacciones químicas se han producido, el agua que ingresa al sistema se comporta en forma libre evaporándose muy rápidamente una vez que las condiciones climáticas lo permitan, por lo que el suelo aumentará su densidad y consolidación considerablemente. Para la elaboración de los ensayos fue necesario utilizar Hidrato de cal, cemento, Rocamix concentrado en agua, cuyos valores dependía de la Clasificación del suelo por la AASTHO. A continuación se observará la cantidad de aditivo y producto que fue necesario por m3. Tabla 22. Proporciones del Sistema Rocamix

Cantidad de Rocamix Hidrato de Cal Cemento 0,5 L por m3 15kg por m3 15kg por m3 25kg por m3 40kg por m3

1 m3= 1400kg

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3.2. Caracterización del suelo areno arcilloso estabilizado con Rocamix. 3.2.1. Determinación del límite líquido, límite plástico, e índice de plasticidad del suelo areno- arcilloso estabilizado con cemento Portland y Rocamix.

3.2.1.1. Determinación del límite líquido (LL).

Para la determinación del límite líquido, se utilizó la NC58:2000cuyos resultados se obtuvieron a través del método multipunto, utilizando la NC67, para determinar la humedad del suelo. Para la realización del ensayo, primeramente se mezcló 2 muestras arbitrariamente de 80% de arena y 20% de arcilla que estaba cuarteada en el laboratorio, y se secó a temperatura ambiente durante 24h, se tomó una pequeña muestra, la misma se colocó en la cápsula de porcelana y se fue desmenuzando durante 20min con un mortero de goma dura. Luego, se pasó el porcentaje de arena y arcilla por el tamiz 40 de tal forma que la cantidad de material tamizado fuera suficiente para elaborar 5 muestras de 150g aproximadamente en cada recipiente, se le añadió Rocamix disuelto en agua destilada a las 5 muestras de forma independiente, se le añadió menos de 50 gramos de cemento, y se fue mezclando hasta lograr una consistencia de 25 golpes como mínimo. Se colocó el suelo mezclado de las 5 muestras en el humedífero durante 24h. Pasado este tiempo cada muestra se colocó en la Copa de Casagrande, se realizó una ranura en el centro de la muestra y se comenzó a golpear la copa de tal forma que se lograra obtener valores de # de golpes en un rango de 10 a 40 golpes, hasta lograr la unión en el fondo de la ranura de 10mm aproximadamente. Luego, se tomó del fondo de la ranura pequeñas muestras de suelo, se colocaron en 5 pesafiltros por muestras, se tomaron los valores de peso húmedo que tenían cada muestra y estas fueron colocadas en la estufa por 24h para determinarles el peso seco.

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Fig.26. Gráfico de límite líquido de la muestra promedio del suelo areno-arcilloso estabilizado con cemento y Rocamix. 3.2.1.2. Determinación del límite plástico (LP). Una vez sacada las muestras del Humedífero, se tomó una pequeña porción de cada muestra y se colocó a temperatura ambiente para lograr un contenido de humedad que permitiera una consistencia en la cual se pudieran obtener tabaquitos de suelos con un diámetro de 3mm, sin que se pegara el suelo en las manos a medida que este se fuera enrollando. El suelo se enrolló hasta que se agrietó el material, luego se colocaron los tabaquitos en 2 pesafiltros por cada muestra, se le tomó el peso húmedo y luego este se colocó en la estufa para determinarle el peso seco. Con estos valores se determinó % de humedad por cada muestra según la NC67:2000 y el promedio de estas resultó ser el límite plástico.


El índice de plasticidad (IP) se determinó según la NC58:2000, donde IP= LL- LP. Los resultados del ensayo para la determinación del límite líquido, límite plástico e Índice de plasticidad se pueden observar en el Anexo 16. A continuación se observarán los valores de LL, LP e IP de las 5 muestras así como la de la muestra promedio.

24,5

25

25,5

26

26,5

27

27,5

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes

Muestra promedio


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Tabla 23. Valores de LL, LP e IP de las 5 muestras del suelo areno-arcilloso estabilizado con cemento y Rocamix.

3.2.3. Clasificación del suelo areno arcilloso.

Sistema de Clasificación AASHTO El porcentaje que pasa por el tamiz #200 es 19.5%, menor que 35%, por lo que se trata de materiales granulares. Como el porcentaje que pasa por la malla 40 es 36.26% y por la malla 200 es 19.5, el LL es 25 y el IP es menor que 10, se trata de un suelo A-2-4(0), es decir es una grava y arena limosa o arcillosa. Sistema Unificado de Clasificación de suelos (SUCS). El porcentaje que pasa por el tamiz #200 (F) es 19.5%, menor que 50, por tanto se trata de un suelo de grano grueso. El porcentaje de la fracción gruesa (100- F) es 80.5%. El porcentaje que pasa por la malla # 4 y es retenido en la malla # 200 (F1) es78.26.

Como F1 ≥ entonces se trata de un suelo arenoso cuyo símbolo de grupo es SM, cuyo nombre es Arena limosa.

3.3. Ensayo de Compactación del suelo areno- arcilloso estabilizado con Hidrato de cal o cemento Portland y Rocamix. 3.3.1. Ensayo Proctor Estándar estabilizado con Hidrato de Cal y Rocamix.

El ensayo se efectuó con el apoyo de la NC20:2006, donde inicialmente se tomó de la muestra cuarteada en el laboratorio 3000g de suelo, formado por 80 % de arena y 20 % de arcilla del total de la muestra, este se pasó por el tamiz #4 , se vertió en un plato redondo de aluminio, y se mezcló con menos de 50g de Hidrato de cal (para el ensayo se efectuaron tres probetas con diferentes proporciones de Hidrato de cal, es decir 15, 25 y 40kg por m3). Luego, se regó el material en el plato y a este se comenzó echándole 5 % de agua con Rocamix disuelto; el suelo se fue mezclando poco a poco hasta lograr evitar todos los grumos, y se fue


2 24 20 4

3 24 20 4

4 25 20 5

5 24 20 4

Promedio 24 20 4

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colocando cada 3 capas de espesor constante, en un molde de hierro con un volumen de 902.75cm3. A cada capa del suelo se le fue dando 25 golpes con el martillo de Proctor Estándar hasta confeccionar una probeta con el propio suelo; se le tomó el peso a la probeta con el suelo y luego se sacó del molde para tomar del centro del suelo una pequeña muestra y determinarle la humedad mediante la NC67:2000. Este mismo procedimiento se fue realizando a medida que se le fue aumentando el contenido de agua hasta lograr una disminución en el peso del molde con el suelo y así obtener la humedad óptima. (Cabe señalar que 1m3 equivale a 1400kg). Los valores de peso específico seco y húmedo, así como los de humedad se pueden observar en el Anexo 17 del trabajo, observándose los valores de humedad óptima y densidad máxima de las 3 proporciones de Hidrato de cal. Tabla 24. Valores de humedad óptima y densidad máxima de las 3 proporciones de Hidrato de cal.

Fig.27. Curva de Compactación Estándar de 80% de arena+ 20% de arcilla.

16

18

20

22

24

26

28

0 5 10 15 20 25

40% de cal + Rocamix+ 80%de arena+ 20% de arcilla

25% de cal+ Rocamix+ 80%de arena+ 20% de arcilla

15% de cal+Rocamix+80%de arena+ 20% de arcilla

Curva de saturación

Curva de saturaciónajustada

Hidrato de cal( Kg) Wóptima (%)

Densidad máxima(Kn/m3)

15 12 20.2 25 12 20.3 40 13 20.9

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3.3.2. Ensayo Proctor Modificado estabilizado con cemento Portland y Rocamix.

El ensayo se efectuó con el apoyo de la NC20:2006, donde inicialmente se tomó de la muestra cuarteada en el laboratorio 5000g de suelo, donde 80% era de arena y 20% es de arcilla, este se pasó por el tamiz #4, se vertió en un plato redondo de aluminio, y se mezcló con menos de 50g de cemento. Luego, se regó el material en el plato y a este se le echó 5 % de agua con Rocamix disuelto; el suelo se fue mezclando poco a poco hasta lograr evitar todos los grumos, y se fue colocando cada 5 capas de espesor constante, en un molde de hierro con un volumen de 902.75cm3. A cada capa del suelo se le fue dando 25 golpes con el martillo de Proctor Modificado hasta confeccionar una probeta con el propio suelo; se le tomó el peso a la probeta con el suelo y luego se sacó del molde para tomar del centro del suelo una pequeña muestra y determinarle la humedad mediante la NC67:2000. Este mismo procedimiento se fue realizando a medida que se le fue aumentando el contenido de agua hasta lograr una disminución en el peso del molde con el suelo y así obtener la humedad óptima. Los valores de peso específico seco y húmedo, así como los de humedad se pueden observar en el Anexo 18 del trabajo, observándose los valores de humedad óptima y densidad máxima de las 5 muestras así como la de la muestra promedio en la siguiente tabla: Tabla 25. Valores de humedad óptima y densidad máxima de las 5 muestras del suelo areno-arcilloso estabilizado con cemento Portland y Rocamix.


Densidad máxima(Kn/m3)

1 8.2 21.9 2 8.3 21.9 3 8.5 21.2 4 8.6 21.9 Promedio 8.4 21.74

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Fig.28. Curva de Proctor Modificado de la muestra promedio estabilizada con cemento Portland y Rocamix

3.4. Ensayo de CBR del suelo areno arcilloso estabilizado con cemento Portland y Rocamix. El ensayo se llevó a cabo mediante la NC20:2006, donde inicialmente se tomó del suelo cuarteado en el laboratorio 5000g, es decir 80% de la muestra correspondía a la arena mientras que el 20% correspondía a la arcilla. Este se colocó en un plato de aluminio, se mezcló con menos de 50g de cemento Portland y se extendió para verterle el agua que es necesaria para lograr la compactación del suelo. Antes de echarle el agua al suelo, a este se le determinó la humedad higroscópica según la NC67:2000. Luego se mezcló dicho suelo con el agua, se tomó 50g de suelo, se colocaron en pesafiltros y se le determinó la humedad según establece la NC67:2000, el suelo restante se colocó por capa en el molde de CBR, confeccionando 5 capas por moldes de espesor constante debido a que la energía utilizada es la del Proctor modificado, y a cada capa se le fue dando 56 golpes, escarificando cada capa. Terminada las capas, se retiró el collarín del molde, y se enrasó bien la probeta. El molde se quitó del plato y este invirtió de tal forma que quedara el papel de filtro que especifica la norma poner en el fondo del molde, antes de echar el suelo, en la parte superior del molde. Para la elaboración del ensayo se confeccionaron 5 probetas. Se colocaron las pesas anulares de sobrecarga sobre el plato perforado y el vástago ajustable ensamblado, descendiéndolos cuidadosamente sobre el espécimen compactado en el molde .Luego, estas probetas se pusieron en inmersión durante 4 días, donde a cada una, todos los días se le tomaba la lectura de hinchamiento con el indicador de

20

21

22

23

24

25

26

0 2 4 6 8 10 12 14

MuestraPromedio

Curva desaturación

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deformación. El último día, se extrajo los moldes del tanque de agua y sosteniendo la placa y la sobrecarga en su posición, se vertió el agua dejándola escurrir 15min.Se retiró la placa perforada y la sobrecarga, se secó con un paño húmedo el agua que estaba en la parte exterior del molde y se le determinó la masa. Se colocó nuevamente la sobrecarga sin la placa perforada, dejando libre la parte central, estos se situaron en la base de la prensa (ver fig.25), se colocó el pistón en su centro, aplicándole a la muestra una carga de contacto, y con esto se tomaron las lecturas de penetración así como los valores de esfuerzo. Por último se desmontó el molde y con el extractor, se sacó la masa del molde y se determinó el contenido de humedad según la NC67:2000.

Los resultados del ensayo se observan en el Anexo 19 del trabajo, cuyos resultados finales se observan en la siguiente tabla y en los gráficos de la fig.29 y 30.

Tabla 26. Valores de CBR de las 5 muestras del suelo areno -arcilloso estabilizado con cemento Portland y Rocamix. Ensayo 1 2 3 CBR % CBR 41,9 42,7 43,6

42,73%

Peso Unitario 21,6 21,6 21,4 % de Compactación 98 98 97

Fig. 29. Curva de hinchamiento de las cinco muestras estabilizada con

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 1 2 3 4 5

Hinc

ham

ient

o

Dias en inmersion

Ensayo CBR+arena+Rocamix

MUESTRA 1

MUESTRA 2

MUESTRA 3

MUESTRA 4

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cemento y Rocamix.

Fig. 30. Curva de Penetración versus Esfuerzo de las cinco muestras estabilizadas con cemento y Rocamix 3.5. Análisis de los resultados Una vez estabilizado el suelo se determinó que el mismo tiene un LL = 25%,

IP=20% e IP=4%, CBR= 42,73% >15% por lo que el mismo se puede utilizar como subrasante de carretera, según la NC334:2004.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 2 4 6 8 10 12 14

CBR ARENA + ARCILLA+ROCAMIX

muestra 1

MUESTRA 2

MUESTRA 3

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Capítulo IV: Permeabilidad del suelo areno arcilloso natural y estabilizado con el Sistema Rocamix.

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CAPÍTULO IV: PERMEABILIDAD DEL SUELO ARENO ARCILLOSO NATURAL Y ESTABILIZADO CON EL SISTEMA ROCAMIX 4.1. Introducción Los poros de los suelos no son cavidades aisladas en las cuales se pueda depositar el agua como si fueran cisterna, sino conductos pequeños e irregulares que están interconectados y por lo cuales pueden fluir el agua de la misma manera que lo hace en otros conductos. Existen dos tipos de flujo completamente diferentes: el flujo turbulento y el flujo laminar. El flujo turbulento se caracteriza por un movimiento caótico e irregular de las partículas del fluido y por las pérdidas de energía, que son aproximadamente proporcionales al cuadrado de la velocidad del flujo. Este flujo tiene lugar a velocidades relativamente altas, en conductos de gran diámetro, como los tubos que conducen agua y aire. En el flujo laminar las partículas se mueven en forma suave y en ordenada procesión en la dirección del flujo y las pérdidas de energía son proporcionales a la velocidad. El flujo laminar tiene lugar a bajas velocidades en conductos pequeños y es el característico en todos los suelos, excepto las gravas más gruesas.

Cuando el flujo es laminar y es aplicable a todos los suelos más finos que las gravas, y el gradiente hidráulico es menor que 5, se utiliza la fórmula en los ensayos de permeabilidad de la Ley de Darcy, cuya fórmula es necesaria para determinar el coeficiente de permeabilidad k[5]. El coeficiente de permeabilidad es una constante que expresa la facilidad con que el agua atraviesa un suelo. En el laboratorio para determinar dicho coeficiente se realizará el ensayo de Carga Variable. Para el análisis del comportamiento de la permeabilidad en el trabajo se utilizó la siguiente tabla: Tabla 27. Grado de permeabilidad de los suelos

Permeabilidad relativa Valores de

K(cm/seg)

Suelo típico

Muy permeable >1×10-1 Grava gruesa Moderadamente permeable

1 ×10-1 a 1 ×10-3 Arena, arena fina

Poco permeable 1 ×10-3 a 1 ×10-5 Arena limosa, arena

sucia

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Fig. 31. Ecuación para la determinación del coeficiente de permeabilidad por el Método de Carga Variable.

4.2. Determinación de la permeabilidad de la arcilla. Para la determinación de la permeabilidad de la arcilla fue necesario utilizar la NC54-141-86, mediante el método de carga variable, debido a que se trata de un suelo fino arcilloso, cuyo ensayo es de larga duración, ya que generalmente la cantidad de flujo que atraviesa la muestra es muy pequeña. Primeramente se determinó el peso y el volumen del permeámetro a utilizar. Luego se vació la muestra en estado suelto dentro del molde y se compactó utilizando la compactación estática. Finalizada esta, se enrasó la superficie, se colocó un disco de papel de filtro sobre la muestra. Luego se sumergió el permeámetro en un recipiente con agua(ver fig.31), con todas las válvulas de entrada y salida abiertas con el objetivo de saturar la muestra por 24 h. Pasado el tiempo se cerraron las válvulas y se sacó el permeámetro del estanque. Retirado este, se conectó el tubo de entrada de este a una tubería vertical conectado a su vez en un recipiente de nivel de agua constante. Se eliminó el aire de las líneas de entrada a la muestra, y luego se cerraron las válvulas y se comenzó a medir la altura del nivel de agua cada un intervalo de tiempo. Los resultados del ensayo se encuentran en el Anexo 20 del trabajo, a continuación se observa los resultados finales de la muestra de arcilla:

Tabla 28. Valores promedio de permeabilidad (k), gradiente hidráulico (i) y velocidad de escurrimiento de la muestra de arcilla (V).

Muy poco permeable 1 ×10-5 a 1 ×10-7 Limo y arenisca fina Impermeable <1 ×10-7 Arcilla

Ensayo # K i V 1 4.91 ×10-7cm/seg. 0.06 2.95×10-8cm/seg 2 3.99 ×10-7cm/seg. 0.05 1.98×10-8cm/seg. 3 4.10×10-7cm/seg 0.05 2.03×10-8cm/seg. Promedio 4.33×10-7cm/seg 0.05 2.3×10-8cm/seg.

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4.3. Determinación de la permeabilidad del suelo areno arcilloso natural. Para la determinación de la permeabilidad del suelo areno arcilloso en estado natural se utilizó el método de Carga Variable, donde para ello se realizó el mismo procedimiento que la arcilla, cuyos resultados se observan en el Anexo 21 del trabajo, cuyos resultados finales se observan en la siguiente tabla:

Tabla 29. Valores promedio de permeabilidad (k), gradiente hidráulico (i) y velocidad de escurrimiento (V) de la muestra del suelo areno arcilloso natural

Fig. 32. Muestra de arcilla en saturación para la determinación de la permeabilidad.

Ensayo # K i V 1 3.76×10-4cm/seg. 0.62 2.34 ×10-4cm/seg. 2 4.82×10-4cm/seg. 0.61 2.93 ×10-4cm/seg. 3 3.41×10-4cm/seg. 0.64 2.17×10-4cm/seg Promedio 3.99×10-4cm/seg 0.62 2.48×10-4cm/seg

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4.4. Determinación de la permeabilidad del suelo areno arcilloso estabilizado con el Sistema Rocamix. La permeabilidad en este caso se determinó para la muestra del suelo areno arcilloso estabilizada con Rocamix y cemento y otra muestra estabilizada con Hidrato de cal y Rocamix, utilizando una proporción de 15 kg de cemento, que equivale a 4 g de cemento para 300g de suelo areno arcilloso natural, y 25kg de hidrato de cal, que sería 5g para 200g de suelo. El procedimiento que se realizó para la elaboración del ensayo corresponde al de la arcilla, determinándose como resultado final los siguientes datos:

Tabla 30. Valores promedio de permeabilidad (k), gradiente hidráulico (i) y velocidad de escurrimiento (V) del suelo areno arcilloso estabilizado con cal y Rocamix.

Tabla 31. Valores promedio de permeabilidad (k), gradiente hidráulico (i) y velocidad de escurrimiento (V) del suelo areno arcilloso estabilizado con cemento y Rocamix.

El resto de los resultados se encuentran en el Anexo 22 del trabajo.



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4.5 .Análisis de los resultados Como se puede observar la arcilla “Formación Capdevila”, resultó tener un coeficiente de permeabilidad de 4.33×10-7cm/seg, por lo que resulta ser, según las bibliografías internacionales, un suelo impermeable, pero este tipo de suelo no es recomendable utilizarlo como Subrasante de carreteras ya que a partir de los resultados de la consistencia y la granulometría, el mismo resulta ser un suelo expansivo, es decir experimenta muchos cambios de volumen.

El suelo areno arcilloso en estado natural tiene un coeficiente de permeabilidad igual a 3.99×10-4cm/seg, , por lo que este, a pesar de cumplir con lo establecido en la NC 334-2004 para las subrasante de pavimentos flexibles, no se puede utilizar como subrasante ya que es un suelo permeable, por lo que fue necesario estabilizarlo con el Sistema Rocamix.

Una vez que el suelo se estabilizó con el Sistema Rocamix, se determinó que para la muestra estabilizada con cal, la permeabilidad es de 1.96×10-5cm/seg, mientras que para la estabilización con cemento, la permeabilidad fue de 6.65×10-5cm/seg, es decir, el suelo areno arcilloso con ambas estabilizaciones se puede utilizar como subrasante debido a que es un suelo según los resultados muy poco permeable, con el inconveniente que el suelo areno arcilloso estabilizado con cal, solo se puede utilizar en subrasante para caminos, ya que la energía que se utilizó fue la del Proctor estándar, por lo que las cargas que pude soportar el suelo tienen que ser pequeñas, mientras que el suelo estabilizado con cemento si puede utilizarse para subrasante de pavimentos flexibles, soportando un tráfico elevado ya que el valor que se obtuvo del ensayo de CBR , lo permite.

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Capítulo V: Análisis y discusión de los resultados

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Capítulo V: Análisis y discusión de los resultados del trabajo.

5.1. Comparación de los resultados obtenidos del suelo areno arcilloso en estado natural y estabilizado con el Sistema Rocamix. Tabla 32. Resultados finales del trabajo

La arcilla pasada por el tamiz #200, resultó tener mayor plasticidad respecto al tamiz que establece la norma, que en este caso es el tamiz #40, por lo que este resultado trajo consigo que el suelo arcilloso, variara su clasificación según los sistemas convencionales, concluyéndose con estos resultados que en los suelos pasados por el tamiz #200, como no incluye partículas superiores a 0,075mm, se pueden analizar mejor la plasticidad que en los suelos pasados por el tamiz#40. Como se puede observar, el suelo areno arcilloso, una vez que fue estabilizado con el Sistema Rocamix, este tuvo una disminución en la cantidad de agua necesaria para lograr la compactación, aumentando de esta forma la densidad de dicho suelo, además el mismo resultó ser más plástico respecto al suelo natural y

Tipo de suelo Suelo Natural Suelo Estabilizado con el Sistema Rocamix.

Arena Arcilla Areno arcilloso Areno arcilloso estabilizado con cemento

Areno arcilloso estabilizado con Cal

LLT-40 0 52 24 25 - LPT-40 0 27 15 20 - IPT-40 0 25 9 4 - LLT-200 - 61 - - - LPT-200 - 34 - - - IPT-200 - 27 - - - Densidad máxima del Proctor Modificado (Kn/m3)

- 15.92 21.21 21.74

-

Densidad máxima del Proctor Estándar (Kn/m3)

- 13.89 20.2

-

20.3

CBR - 1.7 16.33 42.73 - Permeabilidad del suelo -

4.33×10-7cm/seg 3.99×10-4cm/seg 6.65×10-5cm/seg 1.96×10-5cm/seg

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Capítulo V: Análisis y discusión de los resultados

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su capacidad de soporte, mencionando en este caso el índice de CBR aumentó considerablemente cuyo valor resulta ser mayor que el 15%, es decir , cumple con el requisito para su utilización como subrasante de carretera según la NC de pavimentos. En cuanto a la permeabilidad del suelo areno arcilloso, se puede decir que resultó mejor estabilizar el suelo con cemento ya que esta estabilización resultó ser menos permeable que la estabilización con cal, a pesar de haberse utilizado energías de compactación diferentes.

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Conclusiones

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Conclusiones

Con la elaboración de este trabajo se puede concluir que:

1. La arcilla “Formación Capdevila” a pesar se ser un suelo impermeable no se puede utilizar como subrasante para pavimentos por su alto contenido de humedad, y además la misma tiene un CBR igual a 1,7% es decir, menor que 15%.

2. El sistema Rocamix permite aumentar la capacidad soportante del suelo así como su densidad.

3. La utilización del Sistema Rocamix en la estabilización de suelos areno arcilloso disminuye la cantidad de agua necesaria para lograr la compactación del suelo.

4. El Sistema Rocamix, formado por aditivos como el cemento y la cal contribuye a lograr la baja permeabilidad de un suelo areno arcilloso.

Los diferentes resultados que se obtuvieron en el trabajo de diploma demostraron que el Sistema Rocamix, constituye unas de las estabilizaciones más recomendables que existe en estos últimos años a nivel mundial, ya que como se pudo observar, este, producto a su composición química mejora completamente las propiedades del suelo que se desee utilizar, principalmente en las obras viales

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Recomendaciones

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Recomendaciones Realizar el ensayo de permeabilidad de un suelo areno arcilloso natural y

estabilizado a través del equipo Triaxial y hacer una comparación con los valores obtenidos en el ensayo de carga variable.

Determinar el índice de CBR del suelo areno arcilloso estabilizado con cal y verificar si este puede ser utilizado como subrasante de carreteras para pavimentos flexibles.

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Referencias bibliográficas

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5. Sowers, G.B., Introducción a la mecánica de suelos y cimentaciones. Primera Parte ed.

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10. Carreteras. Pavimentos Flexibles. Método de cálculos.

11. Estabilización de suelos. [cited; Available from: www.wikivia.org.

12. Mandre, T.B., Análisis del aditivo Rocamix en la reducción de la ascensión capilar de un suelo fino. Instituto Superior Politécnico Jose A. Echeverría.

13. Estabilización química. [cited; Available from: http://es.wikipedia.org/wiki/Estabilidad_quimica.

14. Estabilización con Rocamix. [cited; Available from: http://www.rocamix.es/historia.php.

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Bibliografías

Julio, 2014

Bibliografías NC 54 142-1985. Compactación estática. NC 054 141. Prueba de permeabilidad en el laboratorio. NC 19-1999. Determinación del Peso Específico de los suelos NC 20-1999. Granulometría de los suelos. NC 58-2000. Determinación del LL, LP e IP suelos. NC67-2000. Determinación del Contenido de Humedad. NC20-2006. Método de ensayo para la determinación de las características

de compactación del suelo en el laboratorio. NC20-2006. Determinación del CBR de los suelos en el laboratorio. NC334-2004.Carreteras. Pavimento Flexibles. Método de cálculo. Braja M. Das. Fundamentos de Ingeniería Geotécnica.

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Anexos Julio, 2014

Anexos Anexo #1: Granulometría de la arena. Tabla 1. Porcentaje retenido y pasado por cada tamiz de la muestra1.

CUJAE Facultad de Ingeniería

Civil

LABORATORIO DE GEOTECNIA

Ensayo Granulométrico

Peso del material Húmedo

Peso del material seco(ws1)

2025,92(g)

(1/ws1)*100 0.04936

Peso Seco 1841.64(g)

Obra : Suelo arena “La molina”

Muestra : 1

Tamices Retenido

Pasado del Total (%) Parcial(g)

Tanto por ciento

Parcial Total

3/8 - - - 100 No.4 35.35 1,745 1,745 98,3

No.10 527.08 26,017 27,762 72,2

No.20 578.99 28,579 56,341 43,7

No.40 347.40 17,148 73,488 26,5

No.60 163.48 8,069 81,558 18,4

No.100 111.01 5,480 87,037 13,0

No.200 77.69 3,835 90,872 9,1

Fondo

∑= 1841.00

91

Anexos Julio, 2014

Tabla 2. Porcentaje retenido y pasado por cada tamiz de la muestra 2.

CUJAE

Facultad de Ingeniería Civil





897.92(g)

(1/ws1)*100 0.111

Peso Seco 867.65(g)


Muestra : 2

Tamices Retenido


Tanto por ciento

Parcial Total 3/8 - - - 100

No.4 21,69 2,408 2,4 98,3 No.10 289,01 32,081 34,5 71,6 No.20 256,91 28,517 63,0 43,5 No.40 157,30 17,461 80,5 25,3 No.60 66,11 7,339 87,8 18,1

No.100 45,81 5,085 92,9 12,3 No.200 30,80 3,419 96,3 8,6

Fondo

∑= 867.63

92

Anexos Julio, 2014


CUJAE






1951,92(g)

(1/ws1)*100 0,0512

Peso Seco 1782,58(g)


Muestra : 3

Tamices Retenido


Tanto por ciento

Parcial Total

3/8 - - - 100 No.4 30,30 1,552 1,6 98,4

No.10 530,67 27,171 28,7 71,3

No.20 551,00 28,211 56,9 43,1

No.40 333,88 17,095 74,0 26,0

No.60 161,68 8,278 82,3 17,7

No.100 101,07 5,175 87,5 12,5

No.200 73,98 3,788 91,3 8,7

Fondo

∑= 1782.58

93

Anexos Julio, 2014

Tabla 4. Porcentaje retenido y pasado por cada tamiz de la muestra 4

CUJAE





Peso del material seco(ws1) 1104,09(g)

(1/ws1)*100 0,0905

Peso Seco 1075,51(g)


Muestra : 4

Tamices Retenido


Tanto por ciento


No.4 30,11 2,710 2,7 98,20 No.10 380,09 34,208 36,9 72,10 No.20 326,52 29,387 66,3 43,30 No.40 174,56 15,710 82,0 25,40 No.60 74,64 6,718 88,7 17,50

No.100 52,81 4,753 93,5 12,60 No.200 36,78 3,310 96,8 8,50 Fondo

∑= 1075.51

94

Anexos Julio, 2014

Tabla 5. Porcentaje retenido y pasado por cada tamiz de la muestra5

CUJAE





Peso del material seco(ws1) 2095,92 (g)

(1/ws1)*100 0,048

Peso Seco 1898,17 (g)


Muestra : 5

Tamices Retenido


Tanto por ciento


No.4 34,17 1,640 1,6 98,4 No.10 545,53 26,186 27,8 72,2

No.20 590,90 28,363 56,2 43,8

No.40 372,99 17,904 74,1 25,9

No.60 166,09 7,972 82,1 17,9

No.100 108,95 5,230 87,3 12,7

No.200 79,53 3,818 91,1 8,9

Fondo

∑=1898.16

95

Anexos Julio, 2014

Tabla 1. Valores de % pasado por cada tamiz de las 5 muestras de arena.


Tamiz No. % pasado

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4 Muestra 5 promedio 3/8" 100 100 100 100 100 100

T-N° 4 98,3 98,3 98,4 98,20 98,4 98 T-N° 10 72,2 71,6 71,3 72,10 72,20 72 T-N° 20 43,7 43,5 43,1 43,30 43,80 43 T-N° 40 26,5 25,3 26 25,40 25,90 26 T-N° 60 18,4 18,1 17,7 17,50 17,90 18 T-N° 100 13,0 12,3 12,5 12,60 12,70 13 T-N° 200 9,1 8,6 8,7 8,50 8,90 9

Fig. 1. Curvas granulométricas de las 6 muestras individuales de la arena.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,000,010,101,0010,00100,00

% P

AS

AD

O


MUESTRA 1A

MUESTRA 2

MUESTRA 3

MUESTRA 4

MUESTRA 5

MUESTRA 6

96

Anexos Julio, 2014

Fig. 1. Curva granulométrica promedio de la arena.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,000,010,101,0010,00100,00

% P

AS

AD

O


Muestra promedio

97

Anexos Julio, 2014

Anexo 1.1. Prueba del Hidrómetro Tabla 1. Factor k para el cálculo del porcentaje que pasa por cada tamiz.

Tabla 2. Porciento pasado por cada tamiz.

Humedad Higroscópica Peso Húmedo(g) 151.61

Peso Seco(g) 151,21

Tara(g) 32,75

Humedad 0,34

Masa seca total

Masa Húmeda de la muestra(g) 100

Humedad Higroscópica(g) 0,34

Masa seca total(g) 99,66115208

Masa seca total ajustada(Wsa)


Porcentaje que pasa por el tamiz#10 100

Wsa 99,66115208

K1 1,0034

Tamiz # Masa retenida (g) Masa de suelo que pasa(g)

K1 % que pasa

#10 - 99.66 1.0034 99.99 #20 36.83 62.83 1.0034 63.04 # 40 23.44 39.39 1.0034 39.52 #60 10.51 28.88 1.0034 28.98

#100 7.56 21.32 1.0034 21.39 #200 6.22 15.1 1.0034 15.15

98

Anexos Julio, 2014

Tabla 2. Diámetro de las partículas menores que el tamiz # 200

Tiempo (min)

Lectura Lectura efectiva(cm)

K2 Diámetro(mm) % que pasa

0.5 1.005 15 0.01162 0,063645361

7,835629906

2 1.003 15.5 0.1162 0,032348711

4,701377943

15 1.003 15.5 0.1162 0,011812079

4,701377943

30 1.003 15.5 0.1162 0,008352401

4,701377943

60 1.003 15.5 0.1162 0,00590604

4,701377943

240 1.003 15.5 0.1162 0,00295302

4,701377943

1440 1.003 15.5 0.1162 0,001205565

4,701377943

99

Anexos Julio, 2014

Anexo #2: Peso específico de la arena Tabla 1. Valores de peso específicos de la arena

CUJAE Facultad de Ingeniería Civil

LABORATORIO DE GEOTECNIA Determinación del peso específico

Obra: Suelo arena “La molina”

Picnómetro N 1 2 5 16 30 4 8 12 36 17

Temperatura (T) C 28.5 28.5 28.5 28.5 28.5 28.5 28.5 28.5 28.5 28.5

K = 0.998

Masa seca (Ws)(g) 43.17 41.7 39.89 36.04 39.4 38.23 38.68 41.83 41.43 40.9

Masa del picnómetro con agua (Wp)(g) 316.7 326.8 320.5 332.9 334.0 320.9 321.6 329.7 374.7 332.

6

Masa del picnómetro+ agua + suelo(Wp)(g) 345.5 353.2 346.4 355.9 359.2 345.2 346.2 356.2 401.0 358.

9

Peso específico del suelo que pasa 2.99 2.71 2.85 2.76 2.76 2.74 2.75 2.72 2.74 2.78

Peso específico de la arena (𝛾s)

2.78

100

Anexos Julio, 2014

Anexo #3: Granulometría de la arcilla.

Tabla 1. Porcentaje retenido y pasado por cada tamiz de la muestra1.

CUJAE Facultad de Ingeniería

Civil




Peso del material seco(ws1) 411,53 gr

(1/ws1)*100 0,243

Peso Seco 97,13

Obra : Arcilla de formación Capdevila

Muestra : 1

Tamices Retenido


Tanto por ciento


No.4 25,80 6,269 6,269 93,7

No.10 24,60 5,978 12,247 87,8

No.20 13,33 3,239 15,486 84,5

No.40 10,22 2,483 17,970 82,0

No.60 6,10 1,482 19,452 80,5

No.100 5,50 1,337 20,789 79,2

No.200 10,87 2,641 23,430 76,6

Fondo 0,60

∑= 97,02

101

Anexos Julio, 2014


CUJAE






466,68 (g)

(1/ws1)*100 215



Muestra : 2

Tamices Retenido


Tanto por ciento

Parcial Total 3/8’’ 100

No.4 38,50 8,278 8,278 91,7

No.10 31,30 6,730 15,007 85,0

No.20 15,50 3,333 18,340 81,7

No.40 11,00 2,365 20,705 79,3

No.60 7,80 1,677 22,382 77,6

No.100 8,38 1,802 24,183 75,8

No.200 12,37 2,660 26,843 73,2

Fondo 4,30

∑=129,15

102

Anexos Julio, 2014


CUJAE





Peso del material seco(ws1) 465,26 (g)

(1/ ws1)*100 0,215



Muestra : 3

Tamices Retenido


Tanto por ciento

Parcial Total

3/8’’ 100

No.4 27,17 5,842 5,842 94,2

No.10 28,50 6,128 11,969 88,0

No.20 15,65 3,365 15,334 84,7

No.40 12,31 2,647 17,980 82,0

No.60 7,69 1,653 19,634 80,4

No.100 7,86 1,690 21,324 78,7

No.200 14,99 3,223 24,547 75,5

Fondo 0,33

∑= 114,50

103

Anexos Julio, 2014






Peso del material seco(ws1) 567,48(gr)

(1/ws1)*100 0,176

Peso Seco 140,30(gr)


Muestra : 4

Tamices Retenido


Tanto por ciento

Parcial Total

3/8’’ - - - -

No.4 37,37 6,577 6,577 93,4

No.10 37,57 6,612 13,189 86,8

No.20 19,97 3,515 16,704 83,3

No.40 13,71 2,413 19,117 80,9

No.60 7,91 1,392 20,509 79,5

No.100 7,69 1,353 21,863 78,1

No.200 14,43 2,540 24,402 75,6

Fondo 0,76

∑= 139,41

104

Anexos Julio, 2014

Tabla 5. Porcentaje retenido y pasado por cada tamiz de la muestra

CUJAE





Peso del material seco(ws1) 663,65(gr)

(1/ws1)*100 0,151

Peso Seco 195,16(gr)


Muestra: 5

Tamices Retenido


Tanto por ciento

Parcial Total 8/3 - - - -

No.4 55,47 8,376 8,376 91,6

No.10 48,75 7,361 15,737 84,3

No.20 20,58 3,108 18,845 81,2

No.40 15,35 2,318 21,163 78,8

No.60 12,28 1,854 23,017 77,0

No.100 13,33 2,013 25,030 75,0

No.200 28,17 4,254 29,283 70,7

Fondo 1,42

∑= 195,06

105

Anexos Julio, 2014

Tabla 6. Valores de % pasado por cada tamiz de las 5 muestras de arcilla.

Fig.1. Curvas granulométricas de las 5 muestras individuales de la arcilla.

0102030405060708090

100

0,000,010,101,0010,00100,00

% P

AS

AD

O


muestra 2

muestra 1

muestra 3

muestra 4

muestra 5


Tamiz No. % pasado

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4 Muestra 5 promedio 3/8" 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100

T-N° 4 93,73 91,72 94,16 93,42 91,62 93 T-N° 10 87,75 84,99 88,03 86,81 84,26 86 T-N° 20 84,51 81,66 84,67 83,30 81,16 83 T-N° 40 82,03 79,30 82,02 80,88 78,84 81 T-N° 60 80,55 77,62 80,37 79,49 76,98 79 T-N° 100 79,21 75,82 78,68 78,14 74,97 77 T-N° 200 76,57 73,16 75,45 75,60 70,72 74

106

Anexos Julio, 2014

Fig.2. Curva granulométrica promedio de la arcilla.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,000,010,101,0010,00100,00

% P

AS

AD

O


Muestra promedio

107

Anexos Julio, 2014

Anexo 3.1. Prueba del Hidrómetro Tabla 1. Factor k para el cálculo del porcentaje que pasa por cada tamiz.

Tabla 2. Porciento pasado por cada tamiz

Humedad Higroscópica Peso Húmedo(g) 93,03

Peso Seco(g) 88,37

Tara(g) 34,73

Humedad 8,69

Masa seca total







Wsa 46,00

K1 2,1738


K1 % que pasa

#10 - 46 2,1738 99,9948

#20 1,99 44,01 2,1738 95,668938

# 40 2,31 41,7 2,1738 90,64746

#60 1,68 40,02 2,1738 86,995476

#100 1,66 38,36 2,1738 83,386968

#200 3,16 35,2 2,1738 76,51776

108

Anexos Julio, 2014


Tiempo (min)



0.5 1,018 11,5 0,01162 0,055727562 62,01372998

2 1,016 12,1 0,01162 0,028581421 55,12331554

5 1,014 12,6 0,01162 0,018446178 48,23290109

15 1,011 13,4 0,01162 0,010982796 37,89727943

30 1,01 13,7 0,01162 0,007852461 34,45207221

60 1,008 14,2 0,01162 0,005652944 27,56165777

240 1,005 15 0,01162 0,002905 17,2260361

1440 1,003 15,5 0,01162 0,001205565 10,33562166

109

Anexos Julio, 2014

Anexo # 4: Límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la arcilla. Tabla 1. Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la muestra 1.

Organismo: ISPJAE Facultad de Ingeniería

Civil

Dependencia: Determinación del límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la arcilla

Obra: Arcilla Formación de Capdevila Registro:

Cala: Muestra:1 Profundidad

Operador: Calculista Fecha:

Límite líquido Límite plástico

N de golpes 12 20 24 32 38

Pesafiltro 5 11 21 2 9 10 8

Peso húmedo + tara (g) 24.25 25.35 24.15 22.27 22.36 18.92 20.05

Peso seco+ tara(g) 20.69 21.74 20.77 19.59 51.64 18 19.05

Tara 14.21 15.01 14.43 14.4 14.05 14.43 14.89

% de humedad 54.94 53.64 53.31 51.64 47.34 25.77 24.03

Resultados Finales

LL:51% LP:25%

IP:26%

110

Anexos Julio, 2014

Tabla 2. Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la muestra 2.


Civil



Cala: Muestra: 2 Profundidad


Límite líquido Límite plástico N de golpes 15 20 24 32 37

Pesafiltro 8 11 21 26 10 53 33


Peso seco+ tara(g) 18.05 17.30 20.1 23.4 20.5 17.96 19.33

Tara 13.53 14.66 14.69 18.06 13.81 15.05 15.09

% de humedad 53.76 53.03 52.31 50.37 49.48 25.43 29.00

Resultados Finales

LL: 52% LP:27 %

IP:26 %

111

Anexos Julio, 2014



Civil






Pesafiltro 12 1 42 28 55 38 7


Peso seco+ tara(g) 23.89 20.76 20.38 18.45 18.63 17.44 17.34

Tara 15.17 15.21 14.37 14.1 14.14 17.08 14.88

% de humedad 52.75 52.25 51.25 50.80 50.56 26.79 25.20

Resultados Finales

LL:51% LP:26 %

IP:25 %

112

Anexos Julio, 2014



Civil






Pesafiltro 3 5 15 16 13 14 24


Peso seco+ tara(g) 19.53 22.74 20.15 20.07 19.5 20.54 21.7

Tara 13.54 14.86 13.96 14.02 14.28 14.14 14.69

% de humedad 53.92 53.68 53.63 52.89 52.68 28.28 28.10

Resultados Finales

LL:53 % LP:28% IP:25%

113

Anexos Julio, 2014



Civil






Pesafiltro 3 2 26 35 8 5 16


Peso seco+ tara(g) 21.26 21.68 21.65 19.27 20.79 23.41 18.38

Tara 13.65 14.43 14.37 13.91 14.5 18.69 13.83

% de humedad 55.72 54.48 54.26 53.17 52.62 30.08 28.04

Resultados Finales

LL:53% LP:29 % IP:24 %

114

Anexos Julio, 2014

Tabla 6. Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la muestra promedio.


Civil



Cala: Muestra: Promedio Profundidad



Pesafiltro

Peso húmedo + tara (g)

Peso seco+ tara(g)

Tara

% de humedad 54.22 53.45 52.95 51.77 50.54

Resultados Finales

LL:52% LP:27 % IP:25%

115

Anexos Julio, 2014

Fig.1. Gráfico de límite líquido de las cinco muestras de arcilla.


35

37

39

41

43

45

47

49

51

53

55

57

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes

Muestra 2

Muestra 1

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

Lineal (Muestra 2)

Lineal (Muestra 1)

Lineal (Muestra 3)

Lineal (Muestra 4)

Lineal (Muestra 5)

50

51

52

53

54

55

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes


116

Anexos Julio, 2014

Anexo # 5: Límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la arcilla pasada por el tamiz#200. Tabla 1. Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la muestra 1.


Civil

Dependencia: Determinación del límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la arcilla pasada por el tamiz #200





N de golpes 12 23 28 31 39

Pesafiltro 1 2 3 4 5 6 7 Peso húmedo + tara (g) 18.2 16.49 17.31 17 16.29 18.72 18.36 Peso seco+ tara(g) 17.07 15.69 15.97 15.91 15.42 17.73 17.33 Tara 15.24 14.39 13.79 14.12 13.98 14.74 14.26 % de humedad 61.75 61.54 61.47 60.89 60.42 33.11 33.55

Resultados Finales

LL:61% LP:33% IP:28

117

Anexos Julio, 2014



Civil

Dependencia: Determinación del límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la arcilla pasada por el tamiz # 200





Pesafiltro 8 9 10 11 12 13 14 Peso húmedo + tara (g) 17.92 17.32 17.91 17.21 17.17 18.74 19.25 Peso seco+ tara(g) 16.71 15.95 16.47 16.22 16.05 17.94 18.44 Tara 14.74 13.71 14.07 14.56 14.15 15.59 16.05 % de humedad 61.42 61.16 60 59.64 58.95 34.04 33.89

Resultados Finales

LL:60% LP:34%

IP:26 %

118

Anexos Julio, 2014



Civil






Pesafiltro 15 16 17 18 19 20 21 Peso húmedo + tara (g) 15.34 19.53 19.1 19.7 17.53 21.84 19.7 Peso seco+ tara(g) 14.61 18.21 17.95 18.71 16.53 20.9 18.74 Tara 13.43 16.07 16.08 17.09 14.87 18.17 15.96 % de humedad 61.86 61.68 61.50 61.11 60.24 34.43 34.53

Resultados Finales

LL:61% LP:34 %

IP:27 %

119

Anexos Julio, 2014



Civil







Resultados Finales

LL:61% LP:34% IP:27%

120

Anexos Julio, 2014



Civil







Resultados Finales

LL:61% LP:33 % IP:28 %

121

Anexos Julio, 2014



Civil






Pesafiltro

Peso húmedo + tara (g)

Peso seco+ tara(g)

Tara

% de humedad 61 60 61 61 61

Resultados Finales

LL:61% LP:34 % IP:27%

122

Anexos Julio, 2014

Fig.1. Gráfico de límite líquido de las cinco muestras de arcilla.


57

62

67

72

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes

Lineal (Muestra 2)

Lineal (Muestra 1)

Lineal (Muestra 3)

Lineal (Muestra 4)

Lineal (Muestra 5)

59

64

69

74

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes


25

123

Anexos

Julio, 2014

Anexo # 6: Peso específico de la arcilla

Tabla 1. Valores de peso específicos de la arcilla



Determinación del peso específico

Obra: Suelo arcilla “Formación Capdevila”

Picnómetro N 5 16 30 4 8 12 36 17 1 2

Temperatura (T) C 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29

K = 0.9976

Masa seca (Ws)(g) 41,16 40,05 39,94 39,23 42,09 42,28 47,08 37,95 40,35 40,10

Masa del picnómetro con agua (Wp)(g)

320,81 332,95 334,01 320,92 321,59 329,68 374,78 332,72 338,32 333,92

Masa del picnómetro+ agua + suelo(Wp)(g)

346,82 358,15 359,22 345,72 348,23 356,39 404,48 356,76 363,89 359,31

Peso específico del suelo que pasa

2,72 2,70 2,71 2,72 2,72 2,72 2,71 2,73 2,73 2,7

Peso específico de la arcilla (𝛾s)

2.72

124

Anexos

Julio, 2014

Anexo # 7: Ensayo Proctor Estándar de la arcilla.

Tabla 1. Valores de densidad y de humedad de la muestra 1

Organismo: ISPJAE Facultad de Ingeniería Civil

Dependencia: Método del ensayo Proctor para la determinación de las características de compactación del suelo en el laboratorio

Obra : Arcilla Formación de Capdevila Registro: Calicata:

Muestra: 1 Calculista: Fecha: Abril 2014

Tamizado por:Tamiz ¾” (19,1 mm) : Tamiz 3/8 ” (9,5 mm): Tamiz No 4 (4,75 mm): × Método utilizado: A B C ×

Tipo de energía utilizada: Estándar:× Modificada: Masa total de la muestra: 3000g No del molde: 1 Volumen del molde: 902.75cm3

Tara del molde: 4037g Realizado por:Revisado por: Aprobado por: Norma Cubana : NC 20 : 2006

Paso

Por ciento de agua (%)

Masa muestra

compactada más

molde (kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)

Peso específic

o húmedo (kN/m3)

Pesafiltro

Humedad promedio (%)

Peso específico Seco (kN/m3) No Masa

húmeda + tara (g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 3 5290 1253 13.08 45

115.08

107.56 33,04 10.09

10.01 11.89

42 104.8 98.5 31,93 9.92

2 7 5417 1380 14.40 25 97.81 89.52 31,45 14.28 14.37 12.59

35 109.2

2 99.34 31,06 14.47

3 11 5534 1497 15.62 17 93.87 84.12 33,64 19.31 19.61 13.08

36 99.25 88.53 33,3 19.50

4 15 5730 1693 17.67 16 25.12

105.96 31,81 25.84

25.60 14.07

20 113.2

9 96.82 31,87 25.36

5 20 5705 1668 17.41 21 85.77 73.22 32,59 30.89 30.53 13.34

22 77.93 68.3 36,39 30.18

6 23 5680 1643 17.15

19 98.33 81.13 33,73 36.29 36.95 12.52

18 104.9

2 85.12 32,48 37.61

Humedad

óptima: 25.5%

Densidad máxima: 14.1kn/m3

125

Anexos

Julio, 2014






Tamizado por: Tamiz ¾” (19,1 mm) : Tamiz 3/8 ” (9,5 mm): Tamiz No 4 (4,75 mm): × Método utilizado: A B C ×


Tara del molde: 4037g Realizado por: Revisado por: Aprobado por: Norma Cubana : NC 20 : 2006

Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra

compactada más molde

(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)

Peso específico húmedo (kN/m3)

Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico

Seco (kN/m3) No Masa

húmeda + tara

(g)

Masa seca

+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 7 5300 1263 13.18 45 100,42 94.29 33,04 10.01 10.35 11.94

42 94.27 88.25 31,93 10.69

2 11 5402 1365 14.25 25 106.11 96.76 31,45 14.32 14.30 12.46

35 102.15 93.27 31,06 14.27

3 15 5560 1523 15.89 17 90,51 81.43 33,64 19 19.16 13.34

36 101.23 90.23 33,3 19.32

4 20 5712 1675 17.48 16 97.76 84.52 31,81 25.12 25.15 13.97

20 98.24 84.89 31,87 25.18

5 25 5701 1664 17.37 21 107.87 90.18 32,59 30.72 29.94 13.36

22 103.12 88,67 36,39 29.17

6 28 5676 1639 17.10 19 50,7 46,36 33,73 34.36 33.91 12.77

18 57,01 50,86 32,48 33.46

Humedad

óptima: 25.1%


126

Anexos

Julio, 2014









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad

promedio (%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 7 5290 1253 13.08 45 109.87 102.89 33,04 9.99 10.08 11.88

42 101.3 94.92 31,93 10.16

2 11 5393 1356 14.15 25 98.89 90.18 31,45 14.83 14.59 12.35

35 104.56 95.34 31,06 14.34

3 15 5543 1506 15.72 17 103.65 91.87 33,64 20.23 20.11 13.09

36 105.87 93.78 33,3 19.99

4 20 5687 1650 17.22 16 115.12 98.13 31,81 25.62 25.74 13.69

20 97.32 83.87 31,87 25.87

5 25 5650 1113 16.83 21 95.98 81.3 32,59 30.59 30.63 12.89

22 95.84 81.89 36,39 30.66

6 28 5610 1573 16.42 19 74.68 63.62 33,73 37 36.88 11.99

18 81.4 68.25 32,48 36.76

Humedad

óptima: 25.9%


127

Anexos

Julio, 2014









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad

promedio (%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 7 5310 1273 13.29 45 87.15 82.12 33,04 10.25 10.13 12.06

42 103.87 97.32 31,93 10.02

2 11 5383 1346 14.05 25 110.31 100.32 31,45 14.51 14.62 12.26

35 96.76 88.32 31,06 14.74

3 15 5516 1479 15.49 17 86.56 77.66 33,64 20.22 20.06 12.86

36 90.64 81.12 33,3 19.91

4 20 5677 1640 17.12

16 101.11 87.12 31,81 25.29 25.33 13.66

20 87.13 75.95 31,87 25.36

5 25 5637 1600 16.70 21 102.33 86.13 32,59 30.26 30.45 12.80

22 98.12 83.64 36,39 30.65

6 28 5602 1565 16.33 19 111.13 90.42 33,73 36.53 36.65 11.95

18 70.79 60.49 32,48 36.77

Humedad

óptima: 25.5%


128

Anexos

Julio, 2014









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda+ tara (g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 7 5312 1275 13.31 1 100.76 93.89 25,4 10.03 10.24 12.07

2 98.34 92.12 32,58 10.45

2 11 5389 1352 14.11 3 87.13 79.45 25,46 14.22 14.26 12.35

4 97.12 88.75 29,44 14.29

3 15 5569 1532 15.99 5 102.23 89.86 25,67 19.27 19.46 13.38

6 98.87 86.81 25,42 19.64

4 20 5702 1665 17.38 7 98.78 83.1 21,07 25.26 25.25 13.87

8 107.76 91.35 26,35 25.25

5 25 5665 1628 16.99 9 98.59 80.43 22,54 31.37 31.19 12.95

10 89.62 76.35 33,56 31.01

6 28 5619 1582 16.51 11 108.72 89.37 32.81 34.21 34.23 12.30

12 93.37 77.53 31.29 34.26

Humedad

óptima: 25%


129

Anexos

Julio, 2014

Fig.1. Curva de compactación del Proctor Estándar de las cinco muestras de arcilla. Anexo # 8: Ensayo Proctor Modificado de la arcilla. Tabla 1. Valores de densidad y de humedad de la muestra 1.






Tipo de energía utilizada: Estándar: Modificada: × Masa total de la muestra: 5000g No del molde: 1 Volumen del molde: 902.75cm3

Tara del molde:4037 g Realizado por:Revisado por: Aprobado por: Norma Cubana : NC 20 : 2006

Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 5639 1602 16.72 10 60.81 58.21 33.59 10.56 11.49 15

12 44.86 42.32 21.87 12.42

2 5688 1651 17.23 45 61.78 58.4 33.04 13.33 13.25 15.21

42 53.14 50.67 31.93 13.18

3 5845 1808 18.87 25 73.84 67.25 31.45 18.41 18.65 15.90

35 62.59 57.58 31.06 18.89

4 5871 1834 19.14 17 64.02 58.15 33.64 23.95 23.65 15.40

36 62.93 57.32 33.3 23.36

5 5822 1785 18.63 16 61.25 54.63 31.81 29.01 29.05 14.43

20 56.94 51.29 31.85 29.09

Humedad óptima:

19%

Densidad máxima:15.9 Kn/m3

130

Anexos

Julio, 2014

Tabla 2. Valores de densidad y de humedad de la muestra 2.







Tara del molde:4037 g Norma Cubana : NC 20 : 2006

Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 5649 1612 16.82 9 60.73 58.21 33.59 10.24 11.39 15.11

10 44.86 42.32 21.87 12.42

2 5700 1663 17.36 1 47.24 44.79 25.14 12.64 13.22 15.35

2 62.1 58.52 32.58 13.50

3 5847 1810 18.89 3 50.39 46.61 25.46 17.87 17.88 16.02

4 57.38 53.15 29.49 17.88

4 5882 1845 19.25 5 46.02 42.21 25.67 23.01 23.06 15.65

6 49.25 44.78 25.42 23.09

5 5856 1819 18.98 7 53.82 46.62 21.17 28.18 27.72 14.86

8 58.52 51.03 26.35 27.25

Humedad óptima:

18%

Densidad máxima: 16 Kn/m3

131

Anexos

Julio, 2014





Muestra:3 Calculista: Fecha: Abril 2014




Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 5643 1606 16.76 10 60.54 58.21 9.46 9.46 11.26 15.06

12 43.86 41.32 13.06 13.06

2 5684 1647 17.19 45 55.94 53.26 13.25 13.25 13.15 15.19

42 52.2 49.86 13.05 13.05

3 5825 1788 18.66 25 58.72 54.52 18.21 18.21 18.20 15.79

35 58.53 54.3 18.20 18.20

4 5904 1867 19.48 17 59.66 54.9

122.39 122.39

22.68 15.88

36 62.63 57.15 22.98 22.98

5 5875 1838 19.18 16 60.88 54.69 27.05 27.05 27.09 15.09

20 63.27 56.57 27.13 27.13

Humedad óptima:

21%

Densidad máxima: 15.91 Kn/m3

132

Anexos

Julio, 2014








Tara del molde:4037g Realizado por: Revisado por: Aprobado por: Norma Cubana : NC 20 : 2006

Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 5644 1607 16.77 10 60.81 58.21 33.59 10.56 10.55 15.17 12 45.36 42.95 20.07 10.53

2 5721 1684 17.57 45 57.27 54.49 33.04 12.96 13.01 15.55

42 62.85 59.28 31.93 13.05

3 5836 1799 18.77 25 53.28 50.01 31.45 17.62 17.56 15.97

35 53.95 50.54 31.06 17.51

4 5891 1854 19.35 17 74.67 67.15 33.64 22.46 21.74 15.89

36 57.78 50.22 33.3 21.04

5 5876 1839 19.19 16 62.41 55.89 31.62 26.86 26.83 15.13

20 81.6 71.08 31.82 26.79

Humedad óptima:

19%

Densidad máxima: 16 Kn/m3

133

Anexos

Julio, 2014








Tara del molde:4037g Realizado por: Revisado por: Aprobado por: Norma Cubana : NC 20 : 2006

Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 5604 1567 16.35 10 63.54 60.25 33.59 12.34 12.23 14.57

12 43.9 41.52 21.87 12.11

2 5660 1623 16.94 1 48.95 46.22 25.4 13.11 13.02 14.99

2 59.05 56.02 32.58 12.93

3 5842 1805 18.84 3 47.42 43.07 22.33 20.97 19.05 15.82

4 53.12 49.40 28.23 17.13

4 5863 1826 19.06 5 59.32 53.09 25.67 22.72 22.61 15.54

6 47.04 43.07 25.42 22.49

5 5835 1798 18.76 7 51.7 44.93 21.07 28.37 27.78 14.68

8 47.4 42.9 26.35 27.19

Humedad óptima:

20%

Densidad máxima: 15.8 Kn/m3

Fig.1. Curva de compactación del Proctor Modificado de las cinco muestras de arcilla.

12

14

16

18

20

10 15 20 25 30

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

134

Anexos

Julio, 2014

Fig.1. Curva de Promedio del Proctor Modificado de las cinco muestras de arcilla.

Anexo #9: Ensayo de CBR de la arcilla. Tabla 1. Datos de Compactación (Sobrecarga) Ensayo Tara del Molde

(g) Masa Húmeda + Tara Inicial (g)

Masa Húmeda+ Tara Final (g)

𝜸f (Kn/m3) 𝜸d (Kn/m3)

1 6975 11150 11373 19,4 16,18 2 6767 10975 3 6855 11085 11310 19,6 16,4 4 6631 10815 11025 19,7 16,4 5 6815 10995 11225 19,4 16,3

Tabla 2. Datos de Hinchamiento

Deformación Por ciento

Ensayo N 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

1erdía 5,2 4,9 5 5,8 5,3 0,45 0,42 0,43 0,50 0,46 2do día 6,9 6,22 6,7 6,96 6,5 0,59 0,53 0,58 0,60 0,56 3er día 7,8 7,1 7,4 7,25 7,15 0,67 0,61 0,64 0,62 0,61 4to día 7,82 7,7 7,65 7,8 7,94 0,67 0,66 0,66 0,67 0,68

Tabla 3. Datos de Penetración

Tiempo (min)

Penetración Ensayo 1 #1M Ensayo 2 #40M Ensayo 3 #75M

Pulg. mm Lect. Mpa CBR Lect. Mpa CBR Lect. Mpa. CBR 1 0,02 0,67 4 0,04 5 0,05 3 0,03 2 0,05 1,27 7 0,07 8 0,08 6 0,06 3 0,1 2,54 11 0,11 1,63 12 0,12 1,77 10 0,10 1,48 4 0,15 3,81 14 0,14 16 0,16 14 0,14 6 0,2 5,08 17 0,17 1,68 18 0,18 1,78 17 0,17 1,68 8 0,3 7,62 22 0,22 23 0,23 23 0,23 10 0,4 10,16 27 0,28 28 0,29 26 0,27


Tiempo (min)

Penetración Ensayo 4 #1M Ensayo 5 #40M

Pulg. mm Lect. Mpa CBR Lect. Mpa CBR 1 0,02 0,67 6 0,06 4 0,04 2 0,05 1,27 9 0,09 8 0,08 3 0,1 2,54 12 0,12 1,77 11 0,11 1,63 4 0,15 3,81 15 0,15 14 0,14 6 0,2 5,08 18 0,18 1,78 16 0,16 1,59 8 0,3 7,62 22 0,22 22 0,22 10 0,4 10,16 26 0,27 25 0,26

12

14

16

18

20

10 15 20 25 30

Muestra Promedio


135

Anexos

Julio, 2014

Tabla 4. Tabla de los resultados

ENSAYO 1 2 3 4 5 Valor promedio de CBR

% CBR 1,66 1,78 1,66 1,78 1,66 1,7 % PESO

UNITARIO 16,18 16,02 16,12 15,95 15,97

Fig 1. Curva de hinchamiento de las cinco muestras de arcilla.

Fig. 2. Curva de Penetración versus Esfuerzo de las cinco muestras de arcilla.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 4

Hinc

ham

ient

o(m

m)

Dias en inmercion

muestra 1

muestra 2

muestra 3

muestra 4

muestra 5

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 2 4 6 8 10 12 14

ESFU

ERZO

(Mpa

)

Pentracion (mm)

MUESTRA 1

MUESTRA 2

MUESTRA 3

MUESTRA 4

MUESTRA 5

136

Anexos

Julio, 2014

Anexo #10: Granulometría de 80% de arena con un 20% de arcilla. Tabla 1. Porcentaje retenido y pasado por cada tamiz de la muestra 1.

CUJAE




Peso del material Húmedo 1034.38g


1027,56g

(1/ ws1)*100 0,097

Peso Seco 850.39g

Obra : 80 % de arena+20 % de arcilla

Muestra: 1

Tamices Retenido


Tanto por ciento


No.4 18,10 1,756 1,756 98,2

No.10 175,19 16,993 18,749 81,3

No.20 258,79 25,103 43,852 56,1

No.40 188,09 18,245 62,096 37,9

No.60 89,61 8,692 70,789 29,2

No.100 66,00 6,402 77,191 22,8

No.200 51,75 5,020 82,210 17,8

Fondo 2,25

∑=849,78

137

Anexos

Julio, 2014


CUJAE




Peso del material Húmedo 1106,71


1097,66g

(1/ws1)*100 0,091

Peso Seco 938g

Obra : 80% de arena+20% de arcilla

Muestra:2

Tamices Retenido


Tanto por ciento


No.4 22,00 2,002 2,002 98,0

No.10 189,70 17,263 19,265 80,7

No.20 274,07 24,940 44,205 55,8

No.40 197,00 17,927 62,132 37,9

No.60 96,62 8,792 70,924 29,1

No.100 69,92 6,363 77,287 22,7

No.200 84,39 7,679 84,967 15,0

Fondo 4,00

∑= 937,70

138

Anexos

Julio, 2014


CUJAE




Peso del material Húmedo 1364,93

Peso del material seco(ws1) 1353,11

(1/ws1)*100 0,074

Peso Seco 1130,42


Muestra: 3

Tamices Retenido


Tanto por ciento


No.4 38,10 2,819 2,819 97,2

No.10 267,39 19,787 22,606 77,4

No.20 345,85 25,593 48,199 51,8

No.40 227,80 16,857 65,056 34,9

No.60 106,17 7,857 72,913 27,1

No.100 78,08 5,778 78,691 21,3

No.200 63,60 4,706 83,397 16,6

Fondo 3,08

∑= 1130,07

139

Anexos

Julio, 2014


CUJAE




Peso del material Húmedo 1114,2g

Peso del material seco(ws1) 1103,15g

(1/ws1)*100 0,090

Peso Seco 890,53g


Muestra: 4

Tamices Retenido


Tanto por ciento


No.4 28,54 2,597 2,597 97,4

No.10 232,43 21,151 23,748 76,3

No.20 285,37 25,969 49,717 50,3

No.40 170,63 15,527 65,244 34,8

No.60 74,04 6,738 71,982 28,0

No.100 55,54 5,054 77,036 23,0

No.200 38,90 3,540 80,576 19,4

Fondo 1,26

∑= 886,71

140

Anexos

Julio, 2014


CUJAE




Peso del material Húmedo 1337,61g

Peso del material seco(ws1) 1325,11g

(1/ws1)*100 0,075

Peso Seco 1045,06g

Obra : 80% de arena+ 20% de arcilla

Muestra: 5

Tamices Retenido


Tanto por ciento


No.4 45,12 3,384 3,384 96,6

No.10 312,69 23,452 26,836 73,2

No.20 320,53 24,040 50,876 49,1

No.40 177,24 13,293 64,169 35,8

No.60 80,80 6,060 70,229 29,8

No.100 57,28 4,296 74,525 25,5

No.200 44,69 3,352 77,876 22,1

Fondo 1,04

∑= 1039,39

141

Anexos

Julio, 2014

Fig. 1. Curvas granulométricas de las 5 muestras individuales de arena+ arcilla.

Fig.2. Curvas granulométricas promedio de la muestra de arena+ arcilla.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,000,010,101,0010,00100,00

% P

AS

AD

O


muestra 2

muestra 1

muestra 3

muestra 4

muestra 5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,000,010,101,0010,00100,00

% P

AS

AD

O


Curva granulométricapromedio

142

Anexos

Julio, 2014

Anexo 10.1. Prueba del Hidrómetro Tabla 1. Factor k para el cálculo del porcentaje que pasa por cada

tamiz.

Tabla 2. Porciento pasado por cada tamiz

Humedad Higroscópica Peso Húmedo(g) 131,09

Peso Seco(g) 129,38

Tara(g) 32,15

Humedad 1,758716446

Masa seca total







Wsa 98,27044025

K1 1,0176


K1 % que pasa

#10 - 98,27 1,0176 99,999552

#20 25,82 72,45 1,0176 73,72512

# 40 20,43 52,02 1,0176 52,935552

#60 10,06 41,96 1,0176 42,698496

#100 7,47 34,49 1,0176 35,097024

#200 6,6 27,89 1,0176 28,380864

143

Anexos

Julio, 2014


Tiempo (min)



0.5 1,012 13,1 0,01162 0,059478057 18,84780618

2 1,01 13,7 0,01162 0,03041245 15,70650515

5 1,008 14,2 0,01162 0,019582372 12,56520412

15 1,007 14,4 0,01162 0,011385228 10,9945536

30 1,004 15,2 0,01162 0,008271177 6,282602059

60 1,004 15,2 0,01162 0,005848605 6,282602059

240 1,004 15,2 0,01162 0,002924303 6,282602059

1440 1,0035 15,2 0,01162 0,001193842 5,497276802

144

Anexos

Julio, 2014

Anexo #11: Límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad del 80% de arena con un 20% de arcilla. Tabla 1. Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la muestra 1. Organismo: ISPJAE


Dependencia: Determinación del límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad.

Obra: 80% de Arena+20% de arcilla. Registro:




# de golpes 14 20 24 29 33 Pesafiltro 1 2 3 4 5 6 7 Peso húmedo + tara (g) 28.24 38.23 37.03 40.06 47.43 35.23 38.4 Peso seco+ tara(g) 26.76 37.15 36.04 38.67 45.06 35.1 38.25 Tara 21.26 32.9 31.71 32.42 34.3 34.13 37.38 % de humedad 26.91 25.41 22.86 22.24 22.03 13.40 17.24

Resultados Finales

LL:23% LP:15 %

IP:8 %

145

Anexos

Julio, 2014



Civil


Obra: 80% de arena + 20% de arcilla. Registro:




# de golpes 22 14 18 30 35 Pesafiltro 8 9 10 11 12 13 14 Pesohúmedo + tara (g) 40.44 39.62 35.96 34.27 34.91 35.62 37.55 Peso seco+ tara(g) 38.99 38 34.43 32.57 33.15 34.59 37.48 Tara 33.15 31.38 28.15 25.56 25.72 28.82 36.81 % de humedad 24.83 24.47 24.36 24.25 23.69 17.85 10.45

Resultados Finales

LL:24% LP:14 %

IP:10 %

146

Anexos

Julio, 2014



Civil


Obra: 80% de arena+ 20% de arcilla. Registro:




# de golpes 18 13 23 29 34 Pesafiltro 15 16 17 18 19 20 21 Pesohúmedo + tara (g) 41.17 43.62 37.94 42.27 35.8 38.56 38.77 Peso seco+ tara(g) 39.2 42.53 36.32 40.1 34.7 37.97 37.92 Tara 31.18 37.93 29.34 30.57 29.63 33.86 32.29 % de humedad 24.56 23.70 23.20 22.77 21.70 14.36 15.10

Resultados Finales

LL:25% LP:15%

IP:10%

147

Anexos

Julio, 2014



Civil


Obra: 80% de arena+20% de arcilla. Registro:




# de golpes 13 18 23 30 26 Pesafiltro 1 2 3 4 5 6 7 Pesohúmedo + tara (g) 28.71 40.6 40.16 38.29 40.6 39.31 41.87 Peso seco+ tara(g) 27.21 39.07 38.49 37.14 39.37 38.7 41.64 Tara 21.26 32.9 31.71 32.42 34.3 34.13 40.29 % de humedad 25.21 24.80 24.63 24.36 24.26 13.35 17.03

Resultados Finales

LL:25% LP:15%

IP:10%

148

Anexos

Julio, 2014



Civil


Obra: 80% de arena+ 20% de arcilla Registro:




# de golpes 15 20 11 27 32

Pesafiltro 8 9 10 11 12 13 14 Pesohúmedo + tara (g) 40.36 36.72 33.85 32.82 33.27 33.84 43 Peso seco+ tara(g) 38.93 35.67 32.73 31.4 31.8 33.15 42.32 Tara 33.15 31.38 28.15 25.56 25.72 28.82 36.81 % de humedad 24.74 24.48 24.45 24.32 24.18 15.94 12.34

Resultados Finales

LL:25% LP:14 %

IP:11%

Fig.1. Gráfico de límite líquido de las cinco muestras de 80% de arena+ 20 % de arcilla

0

5

10

15

20

25

30

35

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

Lineal (Muestra 1)

Lineal (Muestra 2)

Lineal (Muestra 3)

Lineal (Muestra 4)

Lineal (Muestra 5)

149

Anexos

Julio, 2014

Fig.2. Gráfico de límite líquido de la muestra promedio de 80% de arena+ 20 % de arcilla

2323,223,423,623,8

2424,224,424,624,8

25

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes

Muestra promedio


150

Anexos

Julio, 2014

Anexo # 12: Peso específico de 80% de arena+ 20% de arcilla

Tabla 1. Valores de peso específicos del suelo areno arcilloso


LABORATORIO DE GEOTECNIA Determinación del peso específico

Obra: 80% de arena+ 20% de arcilla

Picnómetro 1 2 5 16 30 4 8 12 36 17

Temperatura (T) C 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28

K = 0.998

Masa seca (Ws)(g) 65.11 31.35 55.26 64.26 54.06 65.55 66.26 63.53 66.71 73.54

Masa del picnómetro con agua (Wp)(g) 316.7 326.8 320.5 332.9 334.0 320.9 321.6 329.7 374.7 332.6

Masa del picnómetro+ agua + suelo(Wp)(g) 358.7 367.0 355.4 375.1 369.3 364.1 364.2 371.9 416.0 381.0

Peso específico del suelo que pasa 2.81 2.89 2.71 2.90 2.88 2.93 2.79 2.98 2.62 2.91

Peso específico de la arena (𝛾s) 2.84

151

Anexos

Julio, 2014

Anexo # 13: Ensayo Proctor Estándar de 80% de arena+ 20% de arcilla. Tabla 1. Valores de densidad y de humedad de la muestra 1



Obra:80% de arena+ 20% de arcilla. Registro: Calicata:




Tara del molde: 4037g Norma Cubana : NC 20 : 2006

Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico

Seco (kn/m3) No Masa

húmeda + tara

(g)

Masa seca+

tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 5852

18.94

16 119.11 115.25 29.83 4.52

4.45 18.13 9 132.56 128.17 28.15 4.39

2 5935

19.81

17 112.17 107.19 32.44 6.66 6.54

18.59 22 129.36 123.34 29.63 6.42

3 5983

20.31

5 105.76 99.95 31.19 8.45

8.60 18.70 50 124.4 117.38 37.24 8.76

4 6180

22.36

25 109.96 102.31 29.33 10.48

10.58 20.23 10 125.75 116.4 28.81 10.67

5 6189

22.46

51 91.59 84.61 29.32 12.62

12.57 19.95 115 117.81 108.16 31.03 12.51

6 6165

22.20

77 69.69 64.47 25.43 13.37

13.51 19.55 70 83.52 76.62 26.1 13.66

Humedad óptima: 10.9 %

Densidad Máxima: 20.27kn/m3

152

Anexos

Julio, 2014



Dependencia: Método del ensayo ProctorEstandar para la determinación de las características de compactación del suelo en el laboratorio






Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1

5850

1813

18.92

50 131.96 127.97 37.25 4.40

4.41 18.12 10 125.83 121.72 28.81 4.42

2

5910

1873

19.55

5 132.82 126.52 31.18 6.61

6.61 18.33 17 108.3 103.59 32.44 6.62

3

6045

2008

20.96

51 90.55 85.67 29.33 8.66

8.63 19.29 22 103.2 97.38 29.63 8.59

4

6170

2133

22.26

9 98.83 92.14 28.13 10.45

10.53 20.14 36 118.32 110.61 37.91 10.61

5

6190 2153 22.47

115 119.31 109.39 31.02 12.66

12.55 19.96 26 102.08 94.08 29.8 12.45

6

Humedad óptima: 10.8%

Densidad Máxima:

20.15kn/m3

153

Anexos

Julio, 2014



Dependencia: Método del ensayo Proctor Estandar para la determinación de las características de compactación del suelo en el laboratorio






Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1

5845 1808 18.87

42 135.39 130.98 33.2 4.51

4.37 18.08 25 107.84 104.65 29.34 4.24

2

5910 1873 19.55

3 108.47 104.2 34.3 6.11

6.14 18.42 2 120.28 115.46 37.39 6.17

3

6000 1963 20.49

41 101.17 96.01 30.76 7.91

7.91 18.98 24 97.41 92.37 28.64 7.91

4

6130 2093 21.84

104 106.22 99.61 33.18 9.95

9.79 19.89 34 116.87 109.45 32.42 9.63

5

6210 2173 22.68

70 78.69 73.21 26.1 11.63

11.75 20.29 77 70.78 65.97 25.43 11.86

6

Humedad óptima:11

%

Densidad Máxima:

20.27kn/m3

154

Anexos

Julio, 2014









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1

5850 1813 18.92

10 114.10 110.66 28.82 4.20

4.20 18.16 26 126.8 122.9 29.83 4.19

2

5910 1873 19.55

17 117.08 111.92 32.44 6.49

6.26 18.40 5 122.68 117.48 31.19 6.03

3

5985 1948 20.33

115 120.31 113.31 31.04 8.51

8.52 18.73 22 110.32 103.98 29.64 8.53

4

6153 2116 22.08

50 117 109.77 37.24 9.97

9.97 20.08 51 104.25 97.45 29.26 9.97

5

6190 2153 22.47

36 137.86 127.35 37.93 11.75

11.75 20.11 9 177.44 108.05 28.11 11.75

6

Humedad óptima:8

%

Densidad Máxima:

20.19kn/m3

155

Anexos

Julio, 2014



Dependencia: Método del ensayo Proctor Estandar para la determinación de las características de compactación del suelo en el laboratorio






Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)

Peso específico húmedo (kn/m3)

Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda +

tara (g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1

5850 1813 18.92

41 125.65 121.78 30.74 4.25

4.22 18.15 25 114.88 111.44 29.33 4.19

2

5905 1868 19.49

2 117.32 112.61 37.38 6.26

6.16 18.36 3 115.89 111.22 34.27 6.07

3

5980 1943 20.28

24 104.41 98.36 28.63 8.68

8.52 18.69 34 115.91 109.47 32.41 8.36

4

6176 2139 22.32

104 109.88 102.65 33.17 10.41

10.42 20.22 42 124.25 115.65 33.19 10.43

5

6189 2152 22.46

77 71.95 66.76 25.43 12.56

12.67 19.93 70 72.96 67.65 26.11 12.78

6

Humedad óptima:9

%

Densidad Máxima:

20.25kn/m3

156

Anexos

Julio, 2014

Tabla 6. Valores de densidad máxima y de humedad óptima de la muestra promedio.




Muestra: Calculista: Fecha: Abril 2014




Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda +

tara (g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

4.33 18.13

6.34 18.42

8.44 18.88

10.26 20.11

12.20 20.05

13.51 19.55

Humedad óptima:11

%


157

Anexos

Julio, 2014

Fig.1. Curva de compactación del Proctor Estándar de las cinco muestras de 80% de arena+ 20% de arcilla.

Fig. 2. Curva de compactación promedio del Proctor Estándar de 80% de arena+ 20% de arcilla.

17,5

18

18,5

19

19,5

20

20,5

21

21,5

22

0 5 10 15 20 25 30

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

Muestra 5

Curva de saturación ajustada

18

18,5

19

19,5

20

20,5

21

21,5

22

0 5 10 15 20 25 30

Muestra promedio

158

Anexos

Julio, 2014

Anexo # 14: Ensayo Proctor Modificado de 80% de arena+ 20% de arcilla. Tabla 1. Valores de densidad y de humedad de la muestra 1.


Dependencia: Método del ensayo Proctor Modificado para la determinación de las características de compactación del suelo en el laboratorio

Obra: Registro: Calicata:



Tipo de energía utilizada: Estándar: Modificada:× Masa total de la muestra:5000g No del molde: 1 Volumen del molde: 902.75cm3


Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico Seco (kn/m3) No Masa

húmeda + tara

(g)

Masa seca+

tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 6060 2023

21.11

188 100.67 98.18 26.13 3.46

3.42 20.41 24 168.09 163.53 28.63 3.38

2 6150 2113

22.05

26 128.21 123.19 29.8 5.38

5.37 20.93 30 96.15 92.56 25.75 5.37

3 6210 2173

22.68

50 148.97 142.54 37.26 6.11

6.05 21.38 4 137.32 131.46 33.7 5.99

4 6305 2268

23.67

3 91.08 86.64 31.03 7.98

7.99 21.92 17 89.8 85.55 32.45 8

5 6262 2225

23.22

42 124 115.52 33.19 10.30

10.43 21.03 21 117.28 109.24 32.6 10.49

Humedad óptima:8%


159

Anexos

Julio, 2014









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda +

tara (g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 6060 2023

21.11

15 146.63 142.63 29.32 3.53

3.48 20.40 1 47.63 46.52 14.12 3.43

2 6150 2113

22.05

50 129.87 125.18 37.25 5.33

5.36 20.93 3 128.86 123.87 31.06 5.38

3 6212 2175

22.70

17 114.84 110.09 32.44 6.12

6.02 21.41 42 109.21 104.96 33.2 5.92

4 6310 2273

23.72

22 102.15 96.73 29.63 8.08

7.92 21.98 5 106.57 101.14 31.19 7.76

5 6270 2233

23.30

25 106.22 99 29.34 10.36

10.44 21.10 36 112.23 105.16 37.98 10.52

Humedad óptima:8

%

Densidad Máxima: 22kn/m3

160

Anexos

Julio, 2014









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 6065 2028 21.16 21 116.83 114.1 32.59 3.35

3.42 20.46 4 166.52 113.74 33.71 3.50

2 6150 2113 22.05 30 87.32 84.08 25.75 5.50

5.50 20.90 24 111.61 107.32 28.64 5.45

3 6300 2263 23.62 19 100.72 95.65 26.17 7.30

7.25 22.02 26 103.56 98.61 29.85 7.20

4 6292 2255 23.53 18 75.61 71.17 25.42 9.70

9.61 21.47 188 74.82 70.59 26.15 9.52

5 6220 2183 22.78 77 80.31 74.49 25.42 11.86

11.83 20.37 70 88.24 81.68 26.1 11.80

Humedad óptima:

7.2%

Densidad Máxima: 22 kn/m3

161

Anexos

Julio, 2014









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1

6028 1991 20.98

41 101.59 99.38 30.77 3.22

3.26 20.12 5 99.74 92.54 25.67 3.30

2

6150 2113 22.05

45 113.56 109.66 34.12 5.16

5.15 20.97 25 112.06 108.12 31.41 5.14

3

6255 2218 23.15

3 107 102.15 34.3 7.15

7.07 21.62 34 118.74 113.1 32.41 6.99

4

6310 2273 23.72

2 92.59 88.1 37.4 8.86

8.91 21.78 9 105.69 99.7 32.94 8.97

5

6235 2198 22.94

38 123.36 114.13 31.75 11.20

11.14 20.64 104 110.76 103.02 33.18 11.08

Humedad óptima:8%

Densidad Máxima:

21.8 kn/m3

162

Anexos

Julio, 2014

Tabla.5. Valores de densidad y humedad de la muestra 5








Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico

Seco (kn/m3)

No Masa húmeda

+ tara (g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1

6040 2003 20.90

4 120.29 117.48 33.71 3.35

3.41 20.21 20 128.75 125.67 36.81 3.47

2

6120 2083 21.74

30 76.67 73.92 25.75 5.71

5.57 20.59 19 120.66 115.79 26.16 5.43

3

6250 2213 23.10

18 62.72 60.27 25.41 7.03

7.06 21.57 21 102.07 97.47 32.61 7.09

4

6293 2256 23.54

24 114.26 107.18 28.62 9.01

9.14 21.57 188 76.97 72.66 26.13 9.26

5

6230 2193 22.89

23 123.36 114.13 31.75 11.20

11.14 20.59 11 110.76 103.2 33.18 11.08

Humedad óptima:7%

Densidad Máxima:

21.6 kn/m3

163

Anexos

Julio, 2014

Tabla 6. Valores de densidad y de humedad de la muestra promedio.



Obra: 80% de arena+ 20% de arcilla. Registro: Calicata:

Muestra: Promedio Calculista: Fecha: Abril 2014




Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico

Seco (kn/m3)

No Masa húmeda

+ tara (g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

3.40 20.06

5.39 20.91

6.60 21.62

8.71 21.68

10.96 20.72

Humedad óptima:

7.5%

Densidad Máxima:

21.71 kn/m3

Fig.1. Curva de compactación del Proctor Modificado de las cinco muestras de 80% de arena+ 20% de arcilla.

18

19

20

21

22

23

24

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

muestra 1

muestra 3

muestra 4

muestra 2

muestra 5

curva de cero vacio

164

Anexos

Julio, 2014

Fig.2. Curva de compactación promedio del Proctor Modificado de 80% de arena+ 20% de arcilla.

Anexo #15: Ensayo de CBR de 80% de arena+ 20% de arcilla. Tabla 1. Datos de Compactación (Sobrecarga)

Ensayo Tara del Molde (g)

Masa Húmeda + Tara Inicial

(g)

Masa Húmeda+ Tara Final

(g)


1 6825 11850 5025 23,2 21,68 2 6750 11757 5007 23,1 21,49 3 6930 11950 5020 23,2 21,54 4 6773 11827 5054 23,4 5 6868 11955 5087 23,5 21,81


Deformación Ensayo

N 1 2 3 4 5 1erdía 0 0 0 0,1 0,1 2do día 0,08 0,1 0 0,1 0,1 3er día 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 4to día 0,2 0,2 0,18 0,18 0,15


Tiempo (min)


Pulg. mm Lect. Mpa CBR Lect. Mpa CBR Lect. Mpa. CBR

1 0,02 0,67 23 0,23 4 0,04 21 0,21 2 0,05 1,27 48 0,49 12 0,12 32 0,33 3 0,1 1,91 71 0,72 28 0,29 63 0,64 4 0,15 2,54 100 1,02 14,79 49 0,50 7,25 93 0,95 13,75 6 0,2 3,18 132 1,35 64 0,65 108 1,10 8 0,3 3,81 148 1,51 78 0,80 124 1,27

10 0,4 4,45 161 1,64 91 0,93 138 1,41 5,08 171 1,74 16,94 102 1,04 10,11 157 1,60 15,55 7,62 252 2,57 170 1,73 228 2,33 10,16 311 3,17 222 2,27 310 3,16 12,7 352 3,59 300 3,06 356 3,63


19,5

20

20,5

21

21,5

22

22,5

23

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

Muestra Promedio


Tiempo (min)

Penetración Ensayo 4 #1M Ensayo 5 #40M

Pulg. Mm Lect. Mpa CBR Lect. Mpa CBR 1 0,02 0,67 18 0,18 25 0,26 2 0,05 1,27 35 0,36 49 0,50 3 0,1 1,91 57 0,58 62 0,63 4 0,15 2,54 96 0,98 14,20 95 0,97 14,05 6 0,2 3,18 112 1,14 128 1,31

165

Anexos

Julio, 2014


Fig 1. Curva de hinchamiento de las cinco muestras de arena+ arcilla.

Fig. 2. Curva de Penetración versus Esfuerzo de las cinco muestras de arena+ arcilla.

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

Hinc

ham

ient

o

Dias en inmersion

muestra 1

muestra 2

muestra 3

muestra 4

muestra 5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 2 4 6 8 10 12 14

8 0,3 3,81 128 1,31 142 1,45 10 0,4 4,45 146 1,49 159 1,62

5,08 161 1,64 15,95 169 1,72 16,74 7,62 234 2,39 232 2,37 10,16 291 2,97 291 2,97 12,7 341 3,48 321 3,28

ENSAYO 1 3 4 5 Valor promedio de CBR

% CBR 1 3 4 5

16.33 PESO UNITARIO 16,94 15,55 15,95 16,74 % de Compactación 21,68 21,54 21,64 21,81

166

Anexos

Julio, 2014

Anexo # 16: Límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de 80% arena+20%arcilla+ Sistema Rocamix. Tabla 1. Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de la muestra 1.


Civil






N de golpes 11 15 21 28 36


Resultados Finales

LL:24% LP:20%

IP:4%

167

Anexos

Julio, 2014



Civil







Resultados Finales

LL: 24% LP: 20%

IP:4 %

168

Anexos

Julio, 2014



Civil





Límite líquido Límite plástico N de golpes 14 18 21 27 36 Pesafiltro 15 16 17 18 19 20 21 Pesohúmedo + tara (g) 18.72 21.48 20.28 20.25 18.27 22.96 19.9 Peso seco+ tara(g) 17.64 20.4 19.45 19.63 17.63 22.14 19.27 Tara 13.43 16.07 16.08 17.09 14.87 18.17 15.96 % de humedad 25.95 25.62 24.53 23.90 23.61 20.65 19.03

Resultados Finales

LL:26 % LP:20 %

IP:6%

169

Anexos

Julio, 2014



Civil





Límite líquido Límite plástico N de golpes 12 17 23 30 38 Pesafiltro 22 23 24 25 26 27 28 Peso húmedo + tara (g) 28.12 37.24 35.81 34.18 35.65 35.79 30.07 Peso seco+ tara(g) 27.58 36.37 34.96 33.63 34.84 35.12 29.4 Tara 25.47 32.91 31.56 31.39 31.43 31.73 25.74 % de humedad 25.59 25.14 25 24.55 24.34 19.76 18.31

Resultados Finales

LL:25 % LP:19% IP:6%

170

Anexos

Julio, 2014



Civil





Límite líquido Límite plástico N de golpes 14 18 21 30 38 Pesafiltro 29 30 31 32 33 34 35 Peso húmedo + tara (g) 19.38 32.91 20.28 23.81 20.94 30.32 30.22 Peso seco+ tara(g) 18.7 32.29 19.5 23.32 20.09 29.6 29.4 Tara 16.08 29.87 16.32 21.27 16.49 25.7 25.53 % de humedad 25.95 25.62 24.53 23.90 23.61 18.46 21.19

Resultados Finales

LL:24% LP:20% IP:4 %

171

Anexos

Julio, 2014



Civil






Pesafiltro

Pesohúmedo + tara (g)

Peso seco+ tara(g)

Tara

% de humedad 25.99 25.38 24.92 24.37 23.56

Resultados Finales

LL:25 % LP:20 % IP:5%

Fig.1. Gráfico de límite líquido de las cinco muestras de Arena+ Arcilla+ Sistema Rocamix.

22,5

23

23,5

24

24,5

25

25,5

26

26,5

27

27,5

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes

Lineal (Muestra 1)

Lineal (Muestra 2)

Lineal (Muestra 3)

Lineal (Muestra 4)

Lineal (Muestra 5)

172

Anexos

Julio, 2014

Fig.2. Gráfico de límite líquido de la muestra promedio de Arena+ Arcilla+ Sistema Rocamix

24,5

25

25,5

26

26,5

27

27,5

5 50

Hum

edad

(%)

Número de golpes

Muestra promedio


173

Anexos

Julio, 2014

Anexo # 17: Ensayo Proctor Estándar del suelo estabilizado con el sistema Rocamix. Tabla 1. Valores de densidad y de humedad para79.12% de arena+ 19.78% de arcilla+1.1% de Hidrato de Cal + Rocamix (15kg de Hidrato de cal).


Dependencia: Método del ensayo ProctorModificado para la determinación de las características de compactación del suelo en el laboratorio

Obra: 79.12% de arena+ 19.78% de arcilla+1.1% de Hidrato de Cal + Rocamix (15kg de Hidrato de cal).

Registro: Calicata:



Tipo de energía utilizada: Estándar: × Modificada: Masa total de la muestra:3000g No del molde: 1 Volumen del molde: 902.75cm3


Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)


húmeda + tara

(g)

Masa seca+

tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 5 5830 19.48 1 76.04 73.1 28.97 6.6621346 6.67 18.27

5 65.69 63.34 28.18 6.6837315

2 10 6099 22.41 6 84.79 79.27 29.36 11.059908 11.18 20.15

4 102.72 95.55 32.14 11.307365

3 15 6120 22.64 19 85.66 78.47 33.5 15.988437 15.94 19.52

2 67.98 63.11 32.47 15.894256

4 20 6029 21.65 3 114.32 100.67 33.75 20.39749 20.26 17.99

10 85.11 76.38 33.01 20.129122

Humedad óptima:12%

Densidad Máxima:

20.2Kn/m3

174

Anexos

Julio, 2014

Tabla 2. Valores de densidad y de humedad para 78.58% de arena+ 19.64% de arcilla+1.78% de Hidrato de Cal + Rocamix (25kg de Hidrato de cal).



Obra:78.58% de arena+ 19.64% de arcilla+1.78% de Hidrato de Cal + Rocamix (25kg de Hidrato de cal).

Registro: Calicata:





Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro


Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+

tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 5 5867 1 74.1 71.28 28.97 6.67 6.76 18.63

5 83.12 79.6 28.18 6.85

2 10 6112 6 81.43 76.05 29.36 11.52 11.48 20.23

4 93.46 87.17 32.14 11.43

3 15 6131 19 92.93 84.49 33.5 16.55 16.54 19.53

2 91.05 82.74 32.47 16.53

4 20 6050 3 124.32 108.27 33.75 21.54 21.49 18.01

10 123.36 107.41 33.01 21.44

Humedad óptima:12 %

Densidad Máxima:

20.3Kn/m3

175

Anexos

Julio, 2014

Tabla 3. Valores de densidad y de humedad para 77.72% de arena+ 19.43% de arcilla+2.85% de Hidrato de Cal + Rocamix (25kg de Hidrato de cal).



Obra: 77.72% de arena+ 19.43% de arcilla+2.85% de Hidrato de Cal + Rocamix (40kg de Hidrato de cal).

Registro: Calicata:





Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro


Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+

tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 5 5910 20.35 1 76.37 73.07 28.11 7.34 7.39 18.95

2 83.52 79.91 31.4 7.44

2 10 6200 23.50 3 81.39 75.97 34.14 12.96 12.82 20.83

4 91.46 84.7 31.42 12.69

3 15 6065 23.03 5 95 85.52 33.9 18.36 18.41 19.45

6 105.46 93.82 30.77 18.46

Humedad óptima:13 %

Densidad Máxima:

20.9Kn/m3

176

Anexos

Julio, 2014

Fig.1. Curva de compactación del Proctor Estándar del suelo estabilizado con Rocamix e Hidrato de Cal.

16

18

20

22

24

26

28

0 5 10 15 20 25

40% de cal + Rocamix+ 80%de arena+ 20% de arcilla

25% de cal+ Rocamix+ 80%de arena+ 20% de arcilla

15% de cal+Rocamix+80%de arena+ 20% de arcilla


Curva de saturaciónajustada

177

Anexos

Julio, 2014

Anexo # 18: Ensayo Proctor Modificado de 79.12% de arena+ 19.78% de arcilla+1.1% de cemento Portland.









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+

tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 6085 2048

21.37

51 88.28 85.5 29.32 4.95

4.93 20.37 26 113.46 109.55 29.83 4.90

2 6173 2136

22.29

41 111.62 106.63 29.32 6.45

6.40 20.95 24 101.31 97.05 29.83 6.34

3 6298 2244

23.42

20 119.59 113.49 36.83 7.96

7.93 21.70 17 90.33 86.09 32.45 7.90

4 6310 2273

23.72

115 96.88 91.17 31.04 9.50

9.63 21.64 50 107.52 101.27 37.25 9.76

5 6268 2231

23.28

9 97.07 90.22 28.11 11.03

11.16 20.95 2 106.91 99.86 37.39 11.29

Humedad óptima: 8%


178

Anexos

Julio, 2014









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro


Peso específico


húmeda +

tara (g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 6063 2026 21.14 34 128.04 124.3 28.81 3.92 3.91 20.35

104 132.3 128.51 31.19 3.89

2 6165 2128

22.21 41 111.32 106.63 29.32 6.07 6.05 20.94

24 101.11 97.05 29.83 6.04

3 6294 2223

23.20 3 95.25 91.07 36.83 7.71 7.89 21.50

22 105.08 99.65 32.45 8.08

4 6320 2283 23.83 13 104.59 98.67 31.04 8.75 9.54 21.75

11 110.46 103.61 37.25 10.32

5 6270 2233 23.30 45 108.65 101.14 28.11 10.28 10.93 21.01

42 117.25 108.97 37.39 11.57

Humedad óptima:8.4 %


179

Anexos

Julio, 2014









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 6110 2073 21.63 45 111.51 107.15 34.17 5.97

5.67 20.47 42 115.2 111.02 33.19 5.37

2 6205 2168 22.63 5 118.04 111.98 31.19 7.50

7.52 21.04 3 114.22 108.62 34.28 7.53

3 6305 2268

23.67 17 109.24 102.95 32.44 8.92

8.91 21.73 13 127.58 119.93 33.92 8.89

4 6295 2258

23.56 9 102.92 95.85 28.1 10.44

10.49 21.33 36 115.89 108.45 37.92 10.55

5 6240 2203 22.99 34 107.5 99.31 32.42 12.24

12.15 20.50 22 113.9 104.83 29.63 12.06

Humedad óptima:

8.4%

Densidad Máxima:

21.7 kn/m3

180

Anexos

Julio, 2014









Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico


húmeda + tara

(g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

1 6150 2113

22.05

12 113.41 108.85 34.17 6.11

6.13 20.78 15 112.2 107.62 33.19 6.15

2 6230 2193

22.89

5 111.04 105.18 31.19 7.92

7.86 21.22 34 107.32 102.03 34.28 7.81

3 6333 2296

23.96

18 106.24 99.95 32.44 9.32

9.33 21.92 22 120.32 112.94 33.92 9.34

4 6302

2265

23.64

115 100.88 94.17 31.04 10.63

10.28 21.43 50 107.52 101.17 37.25 9.93

5 6268 2231

23.28

9 97.07 90.22 28.11 11.03

11.16 20.97 2 106.91 99.86 37.39 11.29

Humedad óptima:

9.3%


181

Anexos

Julio, 2014

Tabla 5. Valores de densidad y de humedad de la muestra promedio.




Muestra: Promedio Calculista: Fecha: Abril 2014




Paso Por ciento

de agua (%)

Masa muestra


(kg)

Masa de la muestra

compactada (kg)


Pesafiltro

Humedad promedio

(%)

Peso específico

Seco (kn/m3)

No Masa húmeda

+ tara (g)

Masa seca+ tara (g)

Tara (g)

Humedad (%)

5.16 20.49

6.96 21.04

8.59 21.71

9.99 21.54

11.35 20.85

Humedad óptima:

13%


Fig.1. Curva de compactación del Proctor Modificado del suelo estabilizado con cemento Portland y Rocamix.

20

21

22

23

24

25

26

0 2 4 6 8 10 12 14

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Muestra 4

182

Anexos

Julio, 2014

Fig.2. Curva de compactación promedio del Próctor Modificado del suelo estabilizado con cemento Portland y Rocamix.

Anexo #19: Ensayo de CBR del suelo estabilizado con el Sistema Rocamix. (Cemento Portland y Rocamix)

Tabla 1. Datos de Compactación (Sobrecarga)

Ensayo Tara del Molde (g)

Masa Húmeda + Tara Inicial

(g)

Masa Húmeda+ Tara Final

(g)


1 6945 12009 12109 23,5 21,59 2 6691 11763 11854 23,6 21,62 3 6868 11895 11983 23,4 21,43 4 6900 11912 11994 23,3 21,2 5 6945 12009 12109 23,5 21,59


Deformación Por ciento

Ensayo N 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

1erdía 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 2do día 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3er día 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4to día 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0


Tiempo (min)


Pulg. mm Lect. Mpa CBR Lect. Mpa CBR Lect. Mpa. CBR 1 0,02 0,6 38 0,39 46 0,47 51 0,52 2 0,05 1,3 113 1,15 121 1,23 119 1,21 3 0,1 1,9 163 1,66 192 1,96 197 2,01 4 0,15 2,5 260 2,65 38,45 278 2,84 41,11 285 2,91 42,15 6 0,2 3,2 312 3,18 336 3,43 331 3,38 8 0,3 3,8 375 3,83 381 3,89 372 3,80

10 0,4 4,5 402 4,10 408 4,16 401 4,09 5,1 423 4,32 41,9 432 4,41 42,7 441 4,50 43,6 7,6 579 5,91 591 6,03 562 5,73 10 684 6,98 702 7,16 696 7,10 13 781 7,97 799 8,15 790 8,06

20

21

22

23

24

25

26

0 2 4 6 8 10 12 14

MuestraPromedio

Curva desaturación

183

Anexos

Julio, 2014


ENSAYO 1 2 3


% CBR 41,9 42,7 43,6 42,73 PESO UNITARIO 21,6 21,6 21,4

% Compactación 98 98 97

Fig. 1. Curva de Penetración versus Esfuerzo de las cinco muestras estabilizadas con cemento y Rocamix

Fig 2. Curva de hinchamiento de las cinco muestras estabilizada con cemento y Rocamix.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 2 4 6 8 10 12 14

CBR ARENA + ARCILLA+ROCAMIX

muestra 1

MUESTRA 2

MUESTRA 3

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

Hinc

ham

ient

o

Dias en inmersion

Ensayo CBR+arena+Rocamix

MUESTRA 1

MUESTRA 2

MUESTRA 3

MUESTRA 4

184

Anexos

Julio, 2014

Anexo #20: Permeabilidad de la arcilla (Carga Variable).

Tabla 1. Permeabilidad de la arcilla, ensayo #1.

Tiempo(seg) Lectura(cm) Temperatura a(cm2) L (cm) A(cm2) Ln k(cm/seg)

720 82.3 30.8 0.64 1.65 8.04 0.00365186 6.66177E-

07

3600 82 30.8 0.64 1.65 8.04 0.03980625 1.4523E-

06

7200 78.8 30.8 0.64 1.65 8.04 0.01020417 1.86146E-

07

8700 78 30.8 0.64 1.65 8.04 0.015504187 2.34066E-

07

11760 76.8 30.8 0.64 1.65 8.04 0.023716527 2.64882E-

07

15180 75 30.8 0.64 1.65 8.04 0.016129382 1.39558E-

07

17400 73.8 30.8 0.64 1.65 8.04 4.91E-07

K=4.91 ×10-7cm/seg.

i=0.06 V=2.95×10-8cm/seg.

185

Anexos

Julio, 2014

Tabla 2. Permeabilidad de la arcilla, ensayo # 2.


720 83 30.8 0.64 1.65 8.04 0.004830927 8.81264E-

07

3600 82.6 30.8 0.64 1.65 8.04 0.019560526 7.13651E-

07

7200 81 30.8 0.64 1.65 8.04 0.00992564 1.81065E-

07

8700 80.2 30.8 0.64 1.65 8.04 0.015075662 2.27596E-

07

11760 79 30.8 0.64 1.65 8.04 0.023048395 2.57419E-

07

15180 77.2 30.8 0.64 1.65 8.04 0.015666117 1.35549E-

07

17400 76 30.8 0.64 1.65 8.04 3.99424E-

07

K=3.99 ×10-7cm/seg.

i=0.05 V=1.98×10-8cm/seg.

186

Anexos

Julio, 2014

Tabla 3. Permeabilidad de la arcilla, ensayo #3.


720 81 30.8 0.64 1.65 8.04 0.004950505 9.03077E-

07

3600 80.6 30.8 0.64 1.65 8.04 0.020050797 7.31538E-

07

7200 79 30.8 0.64 1.65 8.04 0.010178205 1.85672E-

07

8700 78.2 30.8 0.64 1.65 8.04 0.015464226 2.33462E-

07

11760 77 30.8 0.64 1.65 8.04 0.023654191 2.64185E-

07

15180 75.2 30.8 0.64 1.65 8.04 0.016086138 1.39184E-

07

17400 74 30.8 0.64 1.65 8.04 4.0952E-

07

K= 4.10×10-7cm/seg.

i=0.05 V=2.03×10-8cm/seg.



187

Anexos

Julio, 2014

Anexo #21: Permeabilidad del suelo areno arcilloso natural.

Tabla 1. Permeabilidad del suelo areno arcilloso natural, ensayo #1.


60 88 32.2 0.64 1.65 8.04 0.326296909 0.000714282

180 63.5 32.2 0.64 1.65 8.04 0.513453746 0.000374659

360 38 32.2 0.64 1.65 8.04 0.747214402 0.000272616

540 18 32.2 0.64 1.65 8.04 0.875468737 0.000212939

720 7.5 32.2 0.64 1.65 8.04 1.678430784 0.000306181

900 1.4 32.2 0.64 1.65 8.04 0.000376135

K=3.76×10-4cm/seg.

i=0.62

V=2.34×10-4cm/seg.



60 86 32.2 0.64 1.65 8.04 0.335310121 0.000734012

180 61.5 32.2 0.64 1.65 8.04 0.535518236 0.00039076

360 36 32.2 0.64 1.65 8.04 0.810930216 0.000295862

540 16 32.2 0.64 1.65 8.04 1.06784063 0.000259729

720 5.5 32.2 0.64 1.65 8.04 4.007333185 0.000731023

900 0.1 32.2 0.64 1.65 8.04 0.000482277

K=4.82×10-4cm/seg.

i=0.61

V=2.93×10-4cm/seg.

188

Anexos

Julio, 2014



60 90 32.2 0.64 1.65 8.04 0.317759528 0.000695593

180 65.5 32.2 0.64 1.65 8.04 0.490673808 0.000358037

360 40.1 32.2 0.64 1.65 8.04 0.690656519 0.000251981

540 20.1 32.2 0.64 1.65 8.04 0.738956717 0.000179735

720 9.6 32.2 0.64 1.65 8.04 1.00900013 0.000184063

900 3.5 32.2 0.64 1.65 8.04 0.000333882

K=3.41×10-4cm/seg.

i=0.64

V=2.17×10-4cm/seg.

Tabla 4. Valores promedio de permeabilidad (k), gradiente hidráulico (i) y velocidad de escurrimiento de la muestra del suelo areno arcilloso natural (V).

Ensayo # K i V 1 3.76×10-4cm/seg. 0.62 2.34 ×10-4cm/seg. 2 4.82×10-4cm/seg. 0.61 2.93 ×10-4cm/seg. 3 3.41×10-4cm/seg. 0.64 2.17×10-4cm/seg Promedio 3.99×10-4cm/seg 0.62 2.48×10-4cm/seg

189

Anexos

Julio, 2014

Anexo #22: Permeabilidad del suelo areno arcilloso estabilizado con el Sistema Rocamix

Tabla 1. Permeabilidad del suelo areno arcilloso estabilizado con cal, ensayo #1.


120 86.2 29.8 0.64 1.65 8.04 0.069656001 7.62404E-

05

300 80.4 29.8 0.64 1.65 8.04 0.05103148 2.23421E-

05

480 76.4 29.8 0.64 1.65 8.04 0.03869729 1.05888E-

05

660 73.5 29.8 0.64 1.65 8.04 0.098580829 1.96181E-

05

960 66.6 29.8 0.64 1.65 8.04 0.047664672 6.52129E-

06

1140 63.5 29.8 0.64 1.65 8.04 0.180747992 2.08246E-

05

2080 53 29.8 0.64 1.65 8.04 0.048318577 3.05112E-

06

2260 50.5 29.8 0.64 1.65 8.04 0.10426101 6.05928E-

06

2440 45.5 29.8 0.64 1.65 8.04 2.06557E-

05

K=2.07×10-5cm/seg.

i=0.29

V=5.94×10-6cm/seg.

190

Anexos

Julio, 2014



120 88 29.8 0.64 1.65 8.04 0.068181512 7.46265E-

05

300 82.2 29.8 0.64 1.65 8.04 0.049885655 2.18405E-

05

480 78.2 29.8 0.64 1.65 8.04 0.037789513 1.03404E-

05

660 75.3 29.8 0.64 1.65 8.04 0.09610731 1.91258E-

05

960 68.4 29.8 0.64 1.65 8.04 0.017699577 2.42158E-

06

1140 67.2 29.8 0.64 1.65 8.04 0.077318248 8.9081E-

06

2080 62.2 29.8 0.64 1.65 8.04 0.12849129 8.11369E-

06

2260 54.7 29.8 0.64 1.65 8.04 0.046781215 2.71876E-

06

2440 52.2 29.8 0.64 1.65 8.04 1.85119E-

05

K=1.85×10-5cm/seg.

i=0.25

V=4.68×10-6cm/seg.

191

Anexos

Julio, 2014



120 84 29.8 0.64 1.65 8.04 0.071547151 7.83103E-

05

300 78.2 29.8 0.64 1.65 8.04 0.052505497 2.29875E-

05

480 74.2 29.8 0.64 1.65 8.04 0.039867823 1.09091E-

05

660 71.3 29.8 0.64 1.65 8.04 0.101782694 2.02553E-

05

960 64.4 29.8 0.64 1.65 8.04 0.018809332 2.57342E-

06

1140 63.2 29.8 0.64 1.65 8.04 0.082418946 9.49577E-

06

2080 58.2 29.8 0.64 1.65 8.04 0.137959444 8.71156E-

06

2260 50.7 29.8 0.64 1.65 8.04 0.05056689 2.93877E-

06

2440 48.2 29.8 0.64 1.65 8.04 1.95227E-

05

K=1.95×10-5cm/seg.

i=0.25

V=4.94×10-6cm/seg.

Tabla 4. Valores promedio de permeabilidad (k), gradiente hidráulico (i) y velocidad de escurrimiento (V) del suelo areno arcilloso estabilizado con cal.


192

Anexos

Julio, 2014

Tabla 5. Permeabilidad del suelo areno arcilloso estabilizado con cemento, ensayo #1.


60 78.3 28 0.64 1.65 8.04 0.11922085 0.000260981

240 69.5 28 0.64 1.65 8.04 0.090286847 4.94107E-05

420 63.5 28 0.64 1.65 8.04 0.190226736 5.94881E-05

600 52.5 28 0.64 1.65 8.04 0.176623536 3.86639E-05

780 44 28 0.64 1.65 8.04 0.200670695 3.37907E-05

860 36 28 0.64 1.65 8.04 0.0719735 1.09921E-05

1040 33.5 28 0.64 1.65 8.04 0.161641352 2.04139E-05

1220 28.5 28 0.64 1.65 8.04 6.76772E-05

K=6.77×10-5cm/seg.

i=0.35

V=2.38×10-5cm/seg.

193

Anexos

Julio, 2014



60 79 28 0.64 1.65 8.04 0.118099541 0.000258526

240 70.2 28 0.64 1.65 8.04 0.0893451 4.88953E-05

420 64.2 28 0.64 1.65 8.04 0.187944814 5.87745E-05

600 53.2 28 0.64 1.65 8.04 0.174084895 3.81081E-05

780 44.7 28 0.64 1.65 8.04 0.197196747 3.32057E-05

860 36.7 28 0.64 1.65 8.04 0.070551111 1.07749E-05

1040 34.2 28 0.64 1.65 8.04 0.158056935 1.99613E-05

1220 29.2 28 0.64 1.65 8.04 6.68923E-05

K=6.69×10-5cm/seg.

i=0.35

V=2.38×10-5cm/seg.

194

Anexos

Julio, 2014



60 81 28 0.64 1.65 8.04 0.115009109 0.000251761

240 72.2 28 0.64 1.65 8.04 0.086759583 4.74804E-05

420 66.2 28 0.64 1.65 8.04 0.18171751 5.68271E-05

600 55.2 28 0.64 1.65 8.04 0.167218789 3.66051E-05

780 46.7 28 0.64 1.65 8.04 0.187904565 3.1641E-05

860 38.7 28 0.64 1.65 8.04 0.066780481 1.0199E-05

1040 36.2 28 0.64 1.65 8.04 0.148641024 1.87721E-05

1220 31.2 28 0.64 1.65 8.04 6.47551E-05

K=6.48×10-5cm/seg.

i=0.35

V=2.28×10-5cm/seg.



195

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Título: Análisis del comportamiento de la permeabilidad … c..pdf · Ensayo Proctor Estándar y Proctor Modificado . 4. Peso específico . 5. CBR . 6. Hidrómetro Determinar la