Mejoramiento estructural de vías afirmadas con el sistema geoweb : evaluación geotécnica

Abstract

El proyecto experimental consistió en construir un tramo de vía afirmada con aplicación del sistema geoweb de soporte de carga con la finalidad de comprobar ventajas técnicas y económicas que podría aportar dicho sistema a través del mejoramiento estructural de un suelo de baja capacidad de soporte. Debido a que la cimentación del sitio propuesto para el proyecto, ubicado en el área experimental del Laboratorio Nacional de Hidráulica de la Universidad Nacional de Ingeniería, presentaba buenas condiciones de soporte de carga para fines de la investigación, se alteraron dichas condiciones "degradando" el suelo, de tal forma que permita evaluar las bondades del material de refuerzo. Esto implicó realizar la excavación en el largo y ancho del tramo asignado para el proyecto y a una profundidad, aproximada, de 1.10 m. Luego se realizaron las correspondientes exploraciones y/o trabajos de campo, ensayos de laboratorio y el análisis de los resultados obtenidos. Entonces la evaluación geotécnica, que es el tema del presente informe, consta de dos etapas: La Primera Etapa que consistió en determinar las características físicas de los suelos encontrados con el objetivo de establecer el perfil estratigráfico del suelo. Se determinaron tres estratos: el superior constituido por arenas con finos (SC), el intermedio con suelos finos (CL) y el inferior con arenas y gravas limpias (SW y GP). El Cuadro 2.3 muestra un resumen de los resultados de los ensayos de laboratorio realizados. La Segunda Etapa consistió en seleccionar los materiales obtenidos de la excavación para ser utilizados ya sea como material para la subrasante, subbase y/o relleno en las celdas de geoweb. Las arenas arcillosas y las arcillas arenosas de los estratos superior e intermedio respectivamente fueron utilizadas para la generación de la subrasante de baja capacidad portante. El resumen de los resultados de los ensayos de laboratorio realizados a estos suelos se muestra en el Cuadro 2.4. También se determinaron, en esta etapa, las condiciones de humedad y densidad en las que se debía generar la subrasante a través de una poza experimental de 1.00 x 1.00 x 1.00 m. cerca al área de trabajo. Para ello se partió con asumir un valor de densidad seca de 1.80 gr/ce y determinar, con este valor, el contenido de humedad y el CBR correspondiente de la gráfica proyectada (ver Anexos) obtenida de las gráficas de relación densidad seca vs. humedad y densidad seca vs. CBR. Estos resultados se pueden apreciar en el Cuadro 2.5. Se realizaron los cálculos necesarios para determinar el volumen de agua que se debía agregar para llevar a condiciones saturadas el suelo que fue colocado en la poza experimental bajo controles de densidad. Pasada las 24 horas, se realizaron pruebas de verificación in situ a través de ensayos de penetración y se extrajeron muestras inalteradas del suelo generado en la poza experimental para realizar los ensayos correspondientes que determinaron los parámetros geotécnicos que se utilizaron en el prediseño del pavimento granular con el sistema geoweb de soporte de carga. Los valores de los parámetros se aprecian en el Cuadro 2.6. La parte final, de esta segunda etapa, consistió en implementar la subrasante de baja capacidad portante en el sitio propuesto para el proyecto que constituye el objetivo final del presente informe. Para ello se establecieron las mismas condiciones de humedad y densidad; y se aplicaron los mismos procedimientos utilizados en la poza experimental. Finalmente, se realizaron ensayos de laboratorio con los suelos utilizados para verificar las propiedades físicas y se hicieron ensayos de verificación de las propiedades mecánicas en el suelo generado a través de sondajes de penetración dinámica ligera (DPL), que arrojaron resultados similares a los obtenidos en la poza experimental. Resultados de esta etapa final se pueden apreciar en el Cuadro 2.7.