Mejoramiento de suelos

MEJORAMIENTO DE
SUELOS

CARRETERA JAUJA-TARMA

VALLE DE ACOLLA

SECCION TIPICA EN LA
ZONA URBANA DE ACOLLA

KM 7 + 900

REGISTRO DEL NIVEL FREATICO EN UNA
CALICATA
Durante el proceso
de avance de la
Obra la Supervisión
efectuó calicatas de
prospección entre
los Km 5+000 al Km
10+340, detectando
la presencia de la
napa freática entre
0,80 a 1,10 m.

CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DE LA
SUBRASANTE
SECTOR Clasif.
SUCS
L Líquido
%
I Plástico
%
H Natural
%
MDS
gr/cc
OCH
%
5+675 CL-ML 23 6 25 1.528 17.7
5+710 CL-ML 25 7 26 1.893 17.2
5+820 CL-ML 23 6 25 1.823 14.4
6+140 CL-ML 24 6 30 1.680 22.2
6+885 SC-SM 26 5 28 1.982 12.2
6+940 SC-SM 23 5 25 2.030 9.0
7+350 SC 24 7 25 1.957 16.0
7+460 CL-ML 24 6 29 1.842 18.7
7+715 CL-ML 23 6 26 1.787 15.5
8+060 SC-SM 24 6 30 1.882 16.2
8+490 CL-ML 23 6 29 1.798 22.5
8+945 CL-ML 23 6 29 1.822 14.9
9+470 CL 29 9 17 1.905 14.0
9+820 ML 36 11 24 1.781 16.1
10+240 CL 31 10 21 1.886 14.1

A la luz de los resultados vemos que el
tramo del Km 5+000 al Km 10+340 es un
tramo crítico, y por tratarse de una zona
urbana el tratamiento a darse debe ser muy
especial.
Los suelos subyacentes efectivamente son
suelos susceptibles al colapso,
conformadas por Limos y Arcillas de baja
compresibilidad, suelo calificado como
material de subrasante malo a muy malo.

MEDICION DE DEFLEXIONES
Carril Progresiva Deflexión Deflexión ESTADO
Promedio Característica
Ambos 5+000-10+500 107 181 Muy Malo

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS A TRAVÉS DEL ÍNDICE DE
LIQUIDEZ.
Teniendo en cuenta las características de plasticidad de los suelos finos, se ha
determinado los valores correspondientes al Índice de Liquidez, el mismo que
cuando supera al valor unitario, es indicativo de posibles problemas de colapso.
(Reynols, Henry y Protopodokes P ). “ Practical Problems in Soil Mechanics”.
Se puede determinar el índice de liquidez mediante la diferencia del contenido de
humedad y límite plástico dividido por el índice de plasticidad
IL = (w% - LP) / IP
SECTOR Clasif.
SUCS
L Plástico
%
I Plástico
%
H Natural
%
Índice de
Liquidez
5+675 CL-ML 17 6 25
5+710 CL-ML 18 7 26 1.14
5+820 CL-ML 17 6 25 1.33
6+140 CL-ML 18 6 30 2.00
6+885 SC-SM 21 5 28 1.40
6+940 SC-SM 18 5 25 1.40
7+350 SC 17 7 25 1.14
7+460 CL-ML 18 6 29 1.83
7+715 CL-ML 17 6 26 1.50
8+060 SC-SM 18 6 30 2.00
8+490 CL-ML 17 6 29 2.00
8+945 CL-ML 17 6 29 2.00
9+470 CL 20 9 21 0.11
9+820 ML 25 11 24 -0.09
10+240 CL 21 10 21 0.00

CONSISTENCIA DE LOS SUELOS DE FUNDACIÓN
El Índice de Consistencia es el valor que corresponde a la diferencia entre el valor
del límite líquido y contenido de humedad, todo dividido entre el índice de
plasticidad. Puede ser tomado como una medida de la consistencia del suelo,
relacionada con la cantidad de agua que es capaz de absorber. Si el valor del
Índice de Consistencia es negativo, la consistencia del suelo es liquida. En otros
casos, de valores bajos del IC, el estado del suelo puede ser semilíquido, plástico
muy blando, o plástico blando. Si el Índice de Consistencia es mayor que 1, el
suelo se encuentra sólido o semi duro. (Jimenez-Salas José A “ Mecánica de
Suelos y Aplicaciones a la Ingeniería”).
INDICE DE CONSISTENCIA
IC = (LL – w%)/IP
ESTADO DE CONSISTENCIA
0.00 Líquido
0.00 – 0.25 Semi Líquido
0.25 – 0.50 Plástico muy Blando
0.50 – 0.75 Plástico Blando
0.75 – 1.00 Plástico Duro
1.00 Estado Sólido

INDICE DE CONSISTENCIA
SECTOR Clasif.
SUCS
L Liquido
%
I Plástico
%
H Natural
%
Índice de
Consistencia
5+675 CL-ML 23 6 25
5+710 CL-ML 25 7 26 - 0.14
5+820 CL-ML 23 6 25 - 0.33
6+140 CL-ML 24 6 30 - 1.00
6+885 SC-SM 26 5 28 - 0.40
6+940 SC-SM 23 5 25 - 0.40
7+350 SC 24 7 25 - 0.14
7+460 CL-ML 24 6 29 - 0.83
7+715 CL-ML 23 6 26 - 0.50
8+060 SC-SM 24 6 30 - 1.00
8+490 CL-ML 23 6 29 - 1.00
8+945 CL-ML 23 6 29 -1.00
9+470 CL 29 9 21 0.88
9+820 ML 36 11 24 1.09
10+240 CL 31 10 21 1.00

VALORES DE CBR DE SUBRASANTE
SECTOR MDS
gr/cc
Densidad
Natural
Porcentaje
de Compc.
CBR
a 95%
CBR
In situ
5+675 1.528 1.528 84.7 6.3 4.1
5+710 1.893 1.615 85.3 8.1 3.0
5+820 1.823 1.614 88.1 6.3 4.2
6+140 1.680 1.426 84.9 8.3 5.0
6+885 1.982 1.609 81.2 6.9 3.2
6+940 2.030 1.640 80.8 12.9 6.0
7+350 1.957 1.610 82.3 12.1 6.1
7+460 1.842 1.595 86.6 7.3 5.1
7+715 1.787 1.430 80.0 10.9 5.4
8+060 1.882 1.526 81.1 10.1 4.8
8+490 1.798 1.450 80.6 10.0 5.4
8+945 1.822 1.463 80.3 8.8 4.6
9+470 1.905 1.620 85.0 6.5 4.4
9+820 1.781 1.505 84.5 7.0 4.1
10+240 1.886 1.586 84.1 6.0 4.1

RESULTADOS DEFLECTOMETRICOS DE LA
SUBRASANTE
Sector
Evaluado
5+690 al
6+920
6+920 al
7+100
7+100 al
7+500
7+500 al
8+760
8+760 al
10+500
Deflect.
Característica
x 10ˉ² mm.
Radio de
Curvatura
m
204 285
103 392
203 163
101 368
99 403
Comportamiento sub rasante
Presencia de nivel freático, suelos
saturados, valores de CBR menores al de
Diseño.
Comportamiento estructural adecuado,
existe un relleno de 30 cm en promedio por
encima del NT.
Presencia de nivel freático, suelos
saturados, valores de CBR menores al de
Diseño.
Comportamiento estructural adecuado,
existe un relleno de 40 cm en promedio, por
encima del NT..
Suelos de subrasante con regular
comportamiento de soporte, humedades
adecuadas. Existe un relleno en promedio
de 1 m

SECCION DEL PAVIMENTO A COLOCAR

CALCULO DEL ESPESOR DE MEJORAMIENTO DE LA
SUBRASANTE UTILIZANDO OTROS METODOS.
El Manual “Gravel Roads” editado por el
Departamento de Transporte del Estado de Dakota
del Sur, auspiciado por la Federal Highway
Admistration dice “en caso de tenerse subrasante
pobres y blandas existen dos alternativas el de
sobreexcavar y reemplazar y el de colocar un
geosintetico que separe y refuerce; este ultimo
método es eficaz y bajo determinadas condiciones
es más económico”.

CALCULO DEL ESPESOR DE MEJORAMIENTO DE LA SUBRASANTE
UTILIZANDO OTROS METODOS
Es conveniente introducir el mejoramiento de la subrasante
con geomallas biaxiales que se basa totalmente en el
concepto de distribución de carga, es decir, la malla
distribuye la carga en una mayor área. Por esta misma
razón disminuyen los esfuerzos verticales, los esfuerzos
horizontales; se reducen las deflexiones verticales, se
incrementan los módulos de reacción compuestos del
sistema subrasante-pavimento. En términos generales
existe un incremento en la capacidad de soporte de la
subrasante con el uso de la geomalla en esta posición.

DISEÑO DE ESPESORES DE REFUERZO UTILIZANDO LA
METODOLOGIA DE GIROUD-HAN

UTILIZACION DE GEOMALLAS BIAXIALES EN
SUELOS PANTANOSOS

UTILIZACION DE GEOMALAS BIAXIALES EN
SUELOS COLAPSABLES

METODOLOGÍA DE DISEÑO DE GIROUD-HAN (2004)
El método de diseño es utilizado para calcular los
espesores de las capas que conformaran el relleno
(mejoramiento) en la construcción de pavimentos sobre
subrasantes débiles.
La validación de los espesores alcanzados para reforzar
el pavimento con las Geomallas Biaxiales, usando este
método es alcanzado a través de la calibración de varios
juegos de ensayos incluyendo los resultados obtenidos
del trabajo emprendido por la Universidad del Estado de
Carolina del Norte a los ensayos en pavimentos.

PARÁMETROS DE DISEÑO
REQUERIMIENTOS DE TRAFICO
Calculo del Tráfico de diseño : Se refiere al Tráfico de
Construcción
Espesor de Corte : 0.50 m
Longitud : 2000 m
Volumen de Corte : 9000 m3
N° de Volquetes 15 m3 : 600
Ida y vuelta : 1200 viajes

TIPO FC FRECUENCIA N18
Carga Simple 1.45 1200 1740
Carga Tandem 3.97 1200 4764
TOTAL 6,504
Para efectos de Diseño asumimos una frecuencia de 10,000 pasadas
Propiedad
Valores
Carga Axial (Kips) 18
Trafico (ESAL’S) 10,000
Presión se Inflado (psi) 80
Máximo Ahuellamiento permitido (in) 1.5
PROPIEDADES DEL SUELO
Propiedad
Valor
CBR del Material de Relleno (%) 20
CBR de Subrasante (%) 3

ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LA MALLA BIAXIAL
Parámetro BX 1100 BX 1200
Tipo de Geomalla Formada integralmente, capa simple Formada integralmente, capa simple
Forma Rectangular/Cuadrada Rectangular/Cuadrada
Espesor de Costilla (in) 0.03 0.05
Estabilidad de la aperturas (m-
0.32 0.65
N/degree)
Eficiencia de las Juntas (%) 90 90
Tamaño de Abertura (in)
Dirección de Maquina
Transversal a la Maquina
1.0
1.3
1.0
1.3
Factor de Ajuste de Espesor 1.0 1.0

Geosintetico
Refuerzo
Requerido (in)
Ahorro en
espesor (in)
Ahorro de
Agregado (%)
Sin Refuerzo 21 NA NA
Tensar BX 1200 6 15 71%

PROPUESTA DE SOLUCION CON GEOMALLA
BIAXIAL

SUSTENTO ECONOMICO DEL USO DE LA MALLA BIAXIAL
Partida DESCRIPCIÓN METRADO PU MONTO S/.
220.00 Mejoramiento de Subrasante (0.40) 7,261.65 17.88 129,838.30
700.01 Material proveniente de Cantera D<=1 Km 7,261.65 4.88 35,436.85
700.02 Material proveniente de Cantera D>=1 Km 39,285.53 1.24 48,714.06
700.09 Transporte eliminac. a Botadero D<=1Km 7,261.65 4.88 35,436.85
700.10 Transporte eliminac. a Botadero D>=1Km 43,206.82 1.21 52,280.25
230.00 Material de relleno solo extracción 7,261.65 3.42 24,834.84
TOTAL MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE 326,541.16
GEOMALLA BIAXIAL 14,596.00 13.4 195,586.40
TOTALES 195,586.40
AHORROS POR USO DE GEOMALLA BIAXIAL 130,954.76

CONCLUSIONES
Se justifica técnicamente colocar una geomalla en sectores
localizados en función, primero, de la baja capacidad portante
del terreno de fundación segundo la presencia del nivel
freático que agudizaría que los suelos que subyacen, sean
susceptibles a asentamientos en función del tiempo, es decir
por consolidación; a diferencia de los suelos granulares, que
sometidos a cargas externas, están sujetos a asentamientos
inmediatos.
Con el fin de eliminar la ascensión capilar que por
condiciones de presión hidrostática pudiese suscitarse, es
recomendable, colocar una capa de material granular
seleccionado tipo filtro en un espesor promedio de 15 cm,
como parte del espesor de mejoramiento a construirse

OBSERVESE LOS PROBLEMAS SUCITADOS
POR LOS POSTES EN LA BERMA CENTRAL

INSTALACION DE GEOMALLA BIAXIAL + GEOTEXTIL

CONSTRUCCION DE ZANJA DE
SUBDRENAJE KM 7 +620

CONFORMACION DE SUBBASE KM 6+530

CONSTRUCCION DE BERMA CENTRAL
KM 8+570

PROCESO DE COLOCACION DE MEZCLA
ASFALTICA

SECTOR DE ACOLLA CON OBRAS
CULMINADAS

VISTA PANORAMICA DE LA CARRETERA
JAUJA – TARMA