ESTABILIZACIÓN DEL SUELO

La estabilización del suelo es un término general que designa cualquier método físico, químico, mecánico, biológico o combinado para modificar un suelo natural con el fin de cumplir un objetivo de ingeniería.

La mejora de las propiedades de ingeniería incluye el aumento de la capacidad de soportar peso, la resistencia a la tracción y el rendimiento general de los subsuelos, arenas y materiales de desecho in situ.

Generalmente se requiere cuando el suelo bajo los cimientos para la construcción no es adecuado para soportar la carga estructural. Los métodos de estabilización del suelo son una medida correctiva que reduce la permeabilidad del suelo y la compresibilidad de la masa del suelo en las estructuras de tierra y aumenta la resistencia al corte y a la flexión, lo que ayuda a reducir el asentamiento global o diferencial de las estructuras. La estabilización del suelo es un proceso muy común en casi todos los proyectos de carreteras y obras de construcción.

En términos generales y aparte de las técnicas de estabilización con geomallas y tejidos, todos los tipos de estabilización de suelos pueden clasificarse en dos grupos, a saber, la estabilización mecánica y la estabilización química. En la estabilización mecánica, se cambia la graduación del suelo mezclándolo con otros tipos de suelos de diferentes grados. De este modo, se consigue una masa de suelo compactada. Por otro lado, la estabilización química está asociada a la modificación de las propiedades del suelo mediante la adición de materiales químicamente activos. En la estabilización de suelos, es muy importante conocer las propiedades de los materiales que intervienen en la mezcla y el resultado tras la misma. Además, es importante averiguar cómo se comportará el material después de la estabilización. Al mismo tiempo, es necesario evaluar los efectos del proceso sobre las estructuras cercanas y las condiciones circundantes. En consecuencia, se pueden tomar decisiones sobre la selección de materiales y las dosis correspondientes. Además de la selección de los materiales y las dosis, existen muchos otros factores que rigen la eficacia de este método, por ejemplo, la mezcla y el extendido, la selección del rodillo, el espesor de la capa de compactación, el esfuerzo de compactación, la secuencia de operación, el curado, las condiciones ambientales y climáticas, etc. En este capítulo se analizan las estabilizaciones mecánicas y los diferentes tipos de estabilizaciones químicas.

Además de los guijarros, los cantos rodados y las rocas, los contratistas de excavación y nivelación tratan con diferentes tipos de suelo, como grava, arena, limo, arcilla y varios tamaños de grano y combinaciones de cada uno. Las siguientes tablas presentan los métodos de clasificación de suelos de la Asociación Americana de Funcionarios de Carreteras y Transporte (AASHTO) y de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales.

Además de la clasificación basada en el tamaño de las partículas y los límites de Atterberg (límite plástico y límite líquido), los suelos se evalúan por sus propiedades estructurales utilizando métodos de prueba relativamente estándar, incluyendo el coeficiente de soporte de California (CBR), el valor R, la consolidación, el cizallamiento directo, la compresión triaxial y el módulo de resiliencia. Estos métodos de ensayo determinan la idoneidad de cada suelo encontrado con el uso estructural previsto, que puede incluir el relleno o el soporte de la subrasante para carreteras, puentes, cimientos, aeropuertos, edificios, estabilidad de taludes y muchos otros ámbitos.

En general, los suelos arcillosos tienen una permeabilidad relativamente baja, un elevado potencial de hinchamiento, una alta plasticidad y una mala calidad como subrasante u otro mecanismo de soporte. Los suelos arcillosos tienen una resistencia a la compresión no confinada relativamente alta y valores de CBR, valor R y módulo de resistencia muy bajos. Los suelos arenosos tienen una permeabilidad elevada, un bajo potencial de hinchamiento, una baja plasticidad y una alta calidad como subrasante u otro mecanismo de soporte. Los suelos arenosos tienen una resistencia a la compresión no confinada relativamente baja y valores de CBR, valor R y módulo de resistencia muy altos.

Cuando se evalúan los suelos en cada proyecto y se descubre que no son adecuados, muchas veces se modifican los suelos in situ en lugar de importar materiales adecuados. La modificación de los suelos arcillosos suele ajustar la permeabilidad, la resistencia a la compresión, la plasticidad y el potencial de hinchamiento. Muchas veces la modificación de la arcilla se produce con productos químicos que interactúan con las partes orgánicas de las arcillas para reducir la plasticidad o aumentar la resistencia. Las arcillas son partículas microscópicas, planas, en forma de plaquetas, que cuando se dejan en una estructura caótica tienden a fallar rápidamente. La modificación de los suelos arenosos de baja plasticidad suele consistir en ajustar la resistencia a la compresión no confinada. Tanto si se trata de materiales arcillosos como arenosos, la prueba que rige consiste en una resistencia a la compresión que se correlaciona con un CBR, un valor R o un módulo de resiliencia.

Con los suelos arcillosos, el hormigón de fusión en frío (CFC) interactúa con las plaquetas y cementa las partículas de sílice y aluminio, reduciendo así la plasticidad y el potencial de hinchamiento, y aumentando la resistencia a la compresión. Con arena o suelos de baja plasticidad, el CFC une las partículas y tiene un profundo impacto en la resistencia a la compresión no confinada. Tanto si los suelos son arcillosos como granulares, con la adición de CFC se produce un aumento exponencial del CBR, el valor R o el módulo de resistencia correspondientes.

Debido al hecho de que el CFC es adecuado para tratar materiales arcillosos o granulares, todos y cada uno de los proyectos, independientemente del tipo de suelo, son una opción para el CFC, lo que reduce la huella de carbono en cada proyecto al tiempo que eleva la calidad y la durabilidad del tratamiento de manera espectacular. Geopolymer Solutions LLC proporciona servicios de evaluación de laboratorio sin cargo adicional en cada proyecto que realizamos.