Suelos

Compactación: Proceso mecánico mediante el cual se disminuye los huecos dentro de la masa del suelo, obligando a las partículas sólidas a ponerse en contacto mas intimo entre si.
La compactación es el medio para aumentar la resistencia y disminuir la compresibilidad del suelo. Se debe especificar que la densidad máxima requerida debe de ser del 95% de la densidad del proctor modificado y normalmente las capas no sobrepasan los 30 cms.
Factores que determinan el grado de compactación:
Efecto del agua: Para contenidos de humedad creciente y una determinada energía de compactación, la densidad lograda aumenta ya que el agua actúa como lubricante.
Energía de compactación: Al aumentar la energía de compactación para un mismo suelo aumenta el peso volumétrico seco y disminuye su humedad óptima.
Tipo de suelo: Su valor esta determinado por características tales como el peso especifico, textura, forma de sus partículas, plasticidad. Etc.
Compresibilidad: Propiedad que define las características de esfuerzo-deformación del suelo.
La aplicación de esfuerzos a una masa de suelo origina cambios de volumen y desplazamientos, estos desplazamientos cuando ocurren a nivel de cimentación provocan el asentamiento de esta.
Densificación: Compactación in situ de los suelos, principalmente de tipo granular con el objetivo de aumentar su densidad.
Consolidación: Se denomina consolidación de un suelo a un proceso de reducción de volumen de los suelos finos cohesivos (arcillas y limos plásticos), provocado por la actuación de solicitaciones (cargas) sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo generalmente largo. Producen hundimientos verticales, en las construcciones que pueden llegar a romper si se producen con gran amplitud.
Asentamiento: Lo mismo que la consolidación pero en suelos granulares.
CBR: corresponde al índice de resistencia al esfuerzo cortante en condiciones determinadas de compactación y humedad. El CBR comprende los ensayos de determinación de humedad y densidad, de las propiedades expansivas del material, de resistencia a la penetración.
Estabilización química: Tiene por objetivo el aumento de la resistencia y durabilidad del suelo, la impermeabilización del suelo para impedir la entrada de agua, la disminución del potencial de cambio de volúmenes de suelo debido a la contracción o expansión, la manejabilidad del suelo.
Estabilización cemento Pórtland: Se utiliza en todos los suelos menos en los orgánicos.
Estabilización con cal: Eficaz para suelos arcillosos, la cal apagada reduce el límite líquido y el índice de plasticidad, aumenta la resistencia a la compresión y CBR, las capas estabilizadas proporcionan una buena plataforma para capas estructurales de pavimento.
Estabilización con bituminosos: Se emplea en suelos granulares para formar estructura cohesiva y impermeabilizable, si se emplea en exceso disminuye la fricción interna, dando como resultado mezclas esponjosas e inestables.
Estabilización con sal: Tiene buenos resultados en suelos finos, la materia orgánica inhibe a la sal, mejora resistencia a compresión, disminución de humedad optima de compactación.
Mejoramiento del suelo (estabilización): Es la modificación de cualquier propiedad del suelo para mejorar su comportamiento. Puede ser provisional o puede constituir una medida permanente.
Puede consistir en los siguientes procedimientos como lo son aumentar la densidad, agregar materiales para efectuar un cambio químico y/o física del suelo. Bajar el nivel freático. Remoción y/o reemplazo de los suelos no adecuados.
Estabilización mecánica: Compactación, drenajes, estabilización de suelo por carga. Su objetivo es incrementar la densidad del suelo, disminuir el contenido de agua y mejorar gradación.
Estabilización química: Inyecciones, adición de cal o cemento, por productos asfálticos, estabilización con sal, con ácidos inorgánicos, enzimas orgánicas para la estabilización de suelos cohesivos y empleo de aditivos.
Rodillo pata de cabra (compactación por amasado): Apropiados para suelos cohesivos. Efecto de amasado y pueden ser remolcados por un tractor. Sus beneficios son la distribución de energía en cada capa, romper trozos de arcilla, buena adhesión entre capas debido a las irregularidades de la superficie que produce al pasar, aplicado a suelos finos, buena liga entre capas y amasado.
Rodillo liso (compactación por presión): Se aplican a materiales como las arenas y las gravas relativamente limpias, tiene un efecto de compactación de arriba hacia abajo, se reduce el efecto de compactacion a medida que las capas se profundizan, en las arcillas y limos se fractura en la parte superior debido a la rigidez, se trabajan en espesores de 10 a 20 cms, se emplean para bases y sub-bases y para pavimentos asfálticos.
Rodillo neumático (compactacion por presión): Especiales para suelos arenosos con finos poco plásticos y finalmente en limos poco plásticos. Garantiza una buena adhesión entre la capa ya compactada con la que se va a colocar encima de ella. Compacta capas mas gruesas y a mayor velocidad, las llantas permiten una distribución de esfuerzos mas uniformes.
Rodillos dinámicos (compactacion por vibración): Se utilizan en suelos granulares (grava y arena), la acción combinada de vibración y presión reducen la fricción interna y acomodado de las partículas.
Drenes: Es un conjunto de obras destinados a proteger taludes, laderas, pavimento, etc de la acción destructiva del agua. El drenado se consigue por gravedad, bombeo, al comprimir el suelo con una carga externa.
Drenes verticales de arena: Se emplean en cimentaciones. Los drenes verticales de arena son un acelerador de la consolidación del suelo (estratos blandos de arcilla), aumentando su resistencia al corte del mismo.
Drenes mecha: Técnica ligada a la precarga de suelos saturados de baja permeabilidad, ayudan a una rápida salida del agua y aceleran la consolidación.
Precarga: Método de compactacion estático mediante la aplicación de cargas estáticas en una superficie se logra sobreconsolidar el suelo ante futuras cargas. De esta manera se reducen los asientos y se disminuyen los fenómenos de consolidación secundaria. Esta técnica sirve para mejorar casi todo tipo de terreno aunque es más empleada en suelos arcillosos. Por el contrario, tiene como desventaja que muchas veces su aplicación es imposible para los tiempos de construcción fijados.
Vibro flotación (arena): Más eficaz para compactar terrenos de débil capacidad de carga en el que la densificación del terreno se consigue por la acción combinada de la vibración del terreno y de su saturación.
Se emplea para conseguir una mayor capacidad de carga reduciendo los asientos provocados por carga verticales, se aplica para aumentar la resistencia a la licuefacción del terreno.
Se introduce un vibrador en terreno hasta la profundidad que se requiera con ayuda de un chorro a presión que sale de su punta, a continuación se disminuye o se corta totalmente el aporte de agua y se va extrayendo el vibrador. La compactacion suele producir un embudo en la superficie del terreno que se rellena con material procedente del mismo terreno o de aportación externa, con el resultado de que se forma una masa de terreno compactado.
Inyecciones: Los objetivos que se buscan son cementar la macro estructura del suelo o de la roca para aumentar la resistencia de la masa. Colmar los poros y las fisuras para reducir la compresibilidad y la permeabilidad de la masa.
Jet grouting: Permite formar columnas de suelo mejorado con inyección, mediante la introducción a alta velocidad de un material consolidante (lechada de cemento) a través de unos pequeños orificios denominados toberas. Esa velocidad se consigue gracias a una alta velocidad de presión. Se puede inyectar lechada sola (entrega columnas de menor diámetro pero de mayor resistencia), lechada con aire comprimido y lechada con aire comprimido y agua. Utilizable para la creación de muros de contención y estanquidad y permite mejorar la estanquidad en pantallas descontinúas, de pilotes o de micropilotes.
Reconocimiento de suelos: Su objetivo es determinar los datos básicos del terreno que va a soportar cargas de la estructura. El reconocimiento del terreno debe proporcionar al ingeniero de proyecto la localización del nivel freático, estratificación, inclinación y espesor de las capas, propiedades químicas, físicas y mecánicas y de los asentamientos que se producirán en el terreno.
Método de estudio del terreno (reconocimiento): Inspección visual, fotografía aérea, informes y mapas geológicos, datos de obra ya realizados.
Método de estudio del terreno (Exploración): Geofísica, eléctrica, pozos-muestreo y pruebas, sondeos-muestreo y pruebas.
Pruebas de campo: Prueba de penetración, de veleta, determinación de nivel freático y medida de presiones intersticiales, prueba de bombeo, de carga, de compactación.
Muestras alteradas: Son aquellas que al tomarlas varían su densidad y su humedad natural. Este tipo de muestras sirve únicamente para obtener una clasificación geológica y geotécnica del suelo.
Muestras inalteradas: Deben de representar las condiciones naturales del suelo, teóricamente con toda exactitud. Las muestras conservan su densidad y estructura de suelo natural y lo que es imposible evitar es el cambio de tensiones que se produce al extraer la muestra.
Técnicas de reconocimiento (realización de calicatas): Es la técnica más sencilla y económica. Tiene el inconveniente de que tan solo puede alcanzar estratos de hasta 6-7 metros. No es posible su realización en caso de la existencia de un nivel freático superficial.
Técnicas de reconocimiento (sondeos mecánicos): Tienen por objetivo primordial el de extraer muestras tanto alteradas como inalteradas. La principal ventaja es que permite conocer la potencia y propiedades de todos los estratos que atraviesa el sondeo, así como la posición del nivel freático. La desventaja es su elevado costo.
Técnicas de reconocimiento (penetrometros): Son ensayos in situ que permiten estimar la capacidad de carga de los diferentes estratos que atraviesa. Pero tienen el inconveniente de que el aparato mas utilizado hoy en día no proporciona ninguna información sobre los estratos que atraviesa.
Ensayo in situ (molinete veleta): fue desarrollado para medir la fuerza de corte en arcillas muy blandas o alterables, aunque también se usa para determinar la fuerza de corte en arcillas rígidas con fisuras.
Ensayo in situ (placa carga): Permite determinar las características de resistencia-deformación de un terreno, obtener la capacidad de carga de un suelo para un asentamiento determinado, determinar la modulo de reacción o coeficiente de balasto, la determinación de las características de la curva carga contra deformación del suelo, obtención del coeficiente de elasticidad.