ESTABILIZACIÓN DE SUELOS (I)

Como el nombre lo indica, con este recurso se pretende hacer más estable a un suelo. La primera y la que siempre acompaña a todas las estabilizaciones, es la de aumentar la densidad de un suelo, compactándola mecánicamente. La segunda estabilización usada es la de mezclar a un material de granulometría gruesa, otro que carece de esa característica. Finalmente, está el recurso de estabilizar un suelo mezclándole cemento portland, cal hidratada, asfalto o cloruro de sodio. El uso de la cal está limitado a suelos que contengan minerales arcillosos, con los cuales hacer la “acción puzolánica”que lentamente cementando las partículas del suelo. La utilidad de la cal es para aquellos casos en los que no se necesite pronta resistencia. Este aglomerante es muy adecuado para bajar la plasticidad de los suelos arcillosos o para contrarrestar el alto contenido de humedad en terracerías o en bases y subbases, siempre que éstas no sean muy arenosas.
El ingeniero de pavimentos debe recordar que la estabilización es un asunto económico.

Los siguientes casos pueden justificar una estabilización:

a) Un suelo de subrasante desfavorable, o muy arenoso, o muy arcilloso.
b) Materiales para base o subbase en el límite de especificaciones.
c) Condiciones de humedad.
d) Cuando se necesite una base de calidad superior, como en una autopista.
e) En repavimentación, aprovecjhando los materiales existentes.

Los materiales más usados para mezclarlos con suelo para formar capas de pavimento son: el cemento, la cal y el asfalto.

SUELO- CEMENTO.-

La estabilización de suelo con cemento portland, es la más ampliamente usada en el mundo. Es muy sencilla de hacer y no se necesita equipo especial de construcción. En nuestro país no se han usado mucho las capas de subsuelo-cemento. Sólo se emplea como un material que sirve para disminuir la plasticidad en suelos dçfuera de especificaciones.

Este papel de modificador, es muy limitado para el cemento.

Al mezclar un suelo con cemento, se produce un nuevo material, duro, con mejores características que el usado como agregado. Esta estabilización no es tan sensible a la humedad como la hecha en asfalto. Pueden usarse todos los suelos para efectuarla, excepto los altamente orgánicos, aunque los más convenientes son los granulares, de fácil disgregado. Los limos, la arenas limosas y arcillas, todas las gravas y las arenas, son agregados adecuados para producir este material suelo-cemento,que tienen excelentes cualidades, que respecto a la de los suelos granulares son:

Es más resistente y como capa base reparte las cargas a una mayor área, permitiendo así reducir el espesor de las capas. Espesor de suelo-cemento = 0.6 espesor suelo
granular.

a) Tiene mayor módulo de elasticidad.
b) Es más impermeable.
c) Es muy resistente a la erosión del agua.
d) En presencia de la humedad, en lugar de perder resistencia, la aumenta bastante.
e) Al secarse no pierde compactación, como muchos suelos granulares.
f) Su resistencia aumenta bastante con el tiempo. Es mayor ese incremento que en el concreto normal.

La cantidad de cemento necesaria varia con el tipo de suelo, siendo menor si el suelo es poco arcilloso. Para limos finos arenosos, con 50 kg m· de suelo compactado, puede producirse una base o subbase de buena calidad. Con cantidades de cemento de 100 kg/m3 de suelo compactado, se obtiene un material para base que supera al obtenid con grava triturada y con menor costo. Estas cantidades de cemento corresponden a un 3 a 6% en peso.

El criterio de diseño de las mezclas suelo-cemnto es para obtener un material de mayor resistencia. No sólo se debe pensar en disminuir plasticidad. La resistencia es a la compresión, efectuada en probetas cilindricas elaboradas según el molde AASHO estándar, con energía de compactación “estándar” y una humedad óptima.El procedimiento de construcción consta de las fases siguientes:

a) Pulverización o desgrumado.
b) Mezclado de cemento y agua.
c) Compactación
d) Curado de unos 7 días.

En el suelo-cemento, al principio de su uso, sobre todo en los EEUU, el criterio de diseño de las mezclaS era durabilidad del material, determinando su valor en pruebas de congelamiento-dehielo y humedecimiento-secado.Hoy son muchos los paises que diseñan las mezclas en función de su resistencia a la compresión isn confinar.

Resistencia a la compresión sin confinar, en kg/cm2

California Clase A, más de 5% de cemento, 52 a 7 días
California Clase B, más de 4% de cemento, 28 a 7 días
Texas................................... 50 a 7 días
Inglaterra, tránsito ligero............. 17 a 7 días
Inglaterra, tránsito pesado............. 28 a 7 días

El requisito de compactación es igual que para suelos no tratados con cemento, 95% mínimo. El control de compactación no difiere del tradicional, excepto que en el suelo-cemento no se debe determinar el “peso volumétrico seco máximo.