Adición de fibras sintéticas reciclado para mejorar los parámetros de resistencia de un suelo arcilloso de Puente Piedra

Abstract

En esta investigación se estudió la adición de fibras sintéticas recicladas en un suelo de arcilla de baja plasticidad extraído en la Urb. La Rinconada del Norte ubicado en el distrito de Puente Piedra, Lima, altura del cruce Av. Guardia Civil y la panamericana Norte, como alternativa de solución para reforzar y mejorar los parámetros de resistencia del suelo arcilloso de baja plasticidad. Los suelos arcillosos por lo general tienen baja resistencia cortante y alta compresibilidad, siendo ello un problema para su uso como suelo de cimentación o como material de construcción. Se realizó la caracterización física de la muestra testigo extraída para clasificar el tipo de suelo y luego el ensayo de Proctor modificado para obtener su máxima densidad seca y óptimo contenido de humedad. Los resultados de máxima densidad seca y óptimo contenido de humedad obtenidos del ensayo de Proctor modificado se utilizaron como datos iniciales para los ensayos de compresión no confinada y CBR para determinar su resistencia cortante y capacidad de soporte del suelo. Luego se incorporó 0.5%,1% y 1.5% de fibras sintéticas recicladas de 3cm y 6cm de longitud al suelo natural, para realizar los ensayos de Proctor modificado y obtener la máxima densidad seca, así como el óptimo contenido de humedad de las diferentes combinaciones de suelo con fibra sintética recicladas. Los resultados obtenidos fueron utilizados como datos iniciales para realizar los ensayos de compresión no confinada y CBR, con el fin de evaluar el desempeño de la resistencia cortante y capacidad de soporte de las muestras que se elaboraron con diferentes porcentajes y longitud de fibras sintéticas recicladas. Los resultados obtenidos de la caracterización física determinaron que la muestra extraída es un suelo arcilloso de baja plasticidad, que clasifica como CL según el sistema SUCS o un suelo arcilloso de malo a regular índice 5, A-6 según la clasificación AASHTO. De los resultados del ensayo de CBR al 95% de la MDS se comprobó que la adición de fibras sintéticas mejoró la capacidad de soporte del suelo hasta un 20.2%, lo que representa un incremento del 60.32% de la capacidad del suelo sin refuerzo. Dicho resultado se obtiene de la combinación del suelo con fibras sintéticas que obtuvo el mayor CBR, lo cual ocurre para la combinación de suelo arcilloso con 1% de fibras sintéticas recicladas de longitud 6 cm. Por otro lado, los resultados del ensayo a la compresión no confinada muestran que la incorporación de fibras sintéticas mejora la resistencia al corte hasta en 493.74 Kpa, lo que representa un incremento del 126.25% de la capacidad del suelo sin refuerzo. Dicho resultado se obtiene de la combinación del suelo con fibras sintéticas que obtuvo el mayor valor de capacidad de corte y esto ocurre para la combinación del suelo arcilloso con 1% de fibras sintéticas recicladas de 3 cm de longitud. De los resultados de los ensayos realizados se concluye que 1% es la mejor dosificación óptima de fibras sintéticas recicladas que se debe adicionar al suelo arcilloso para mejorar los parámetros de resistencia del suelo arcilloso. Además, para dicha dosificación óptima se concluyó que cuando la fibra sintética reciclada es 3 cm de longitud, mejoró la resistencia cortante del suelo arcilloso sin reforzar y cuando la fibra sintética reciclada es 6 cm de longitud, mejoró la capacidad de soporte del suelo arcilloso sin reforzar. Por lo tanto, se concluye que el suelo arcilloso reforzado con una dosificación óptima de 1% de fibras sintéticas recicladas pueden ser usados a gran escala como una alternativa de solución para el mejoramiento de suelos.

In the investigation, the addition of recycled synthetic fibers was studied in a low plasticity clay soil extracted in the Urb. La Rinconada del Norte located in the district of Puente Piedra, Lima, height of the intersection Av. Guardia Civil and the Panamericana Norte, as an alternative solution to reinforce and improve the resistance parameters of clay soil with low plasticity. Clay soils generally have low shear strength and high compressibility, which is a problem for their use as foundation soil or as a construction material. The physical characterization of the extracted control sample was carried out to classify the type of soil and then the modified proctor test to obtain its maximum dry density and optimum moisture content. The results of maximum dry density and optimum moisture content obtained from the modified proctor test were used as initial data for the unconfined compression and CBR tests to determine its shear strength and soil bearing capacity.Then, 0.5%, 1% and 1.5% of recycled synthetic fibers of 3cm and 6cm lengths were incorporated into the natural soil, to carry out the modified proctor tests and obtain the maximum dry density and optimum moisture content of the different combinations of soil with recycled synthetic fiber The results obtained serve as initial data to carry out the unconfined compression and CBR tests, in order to evaluate the performance of the shear strength and support capacity of the samples that were made with different percentages and lengths of recycled synthetic fibers. The results obtained from the physical characterization determined that the extracted sample is a clayey soil with low plasticity, which is classified as CL according to the SUCS system or a clayey soil from poor to fair index 5, A-6 according to the AASHTO classification. From the results of the CBR test at 95% of the MDS, it was found that the addition of synthetic fibers improved the bearing capacity of the soil up to 20.2%, which represents an increase of 60.32% of the capacity of the soil without reinforcement. Said result is obtained from the combination of the soil with synthetic fibers that obtained the highest CBR, which occurs for the combination of clay soil with 1% recycled synthetic fibers of length 6 cm. On the other hand, the results of the unconfined compression test show that the incorporation of synthetic fibers improves shear strength up to 493.74 Kpa, which represents an increase of 126.25% of the capacity of the soil without reinforcement. Said result is obtained from the combination of the soil with synthetic fibers that obtained the highest shear capacity value and this occurs for the combination of clay soil with 1% recycled synthetic fibers of 3 cm in length. From the results of the tests carried out, it is concluded that 1% is the best optimal dosage of recycled synthetic fibers that should be added to the clay soil to improve the resistance parameters of the clay soil. In addition, for said optimal dosage, it was concluded that when the recycled synthetic fiber is 3 cm long, it improves the shear strength of the unreinforced clay soil and when the recycled synthetic fiber is 6 cm long, it improves the support capacity of the clay soil without beef up. Therefore, it is concluded that reinforced clay soil with an optimal dosage of 1% recycled synthetic fibers can be used on a large scale as an alternative solution for soil improvement.