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Manual de Diseño

Estabilización De Suelos Geo Products, LLC

12626 North Houston Rosslyn Road Houston, TX 77086

Phone: 281.820.5493 Fax: 281.820.5499

www.geoproducts.org

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Guía de Diseño para Estabilización 3

La Solución con EnviroGrid 4

Diseñado con EnviroGrid 5-7

Installation 8-17

Aviso Legal 18

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GUIA DE DISEÑO PARA ESTABILIZACIÓN DE SUELOS

Cuando las cargas del tráfico se aplican a un subsuelo, el suelo no se deformará y se no se formará surcos si la capacidad portante del suelo excede las cargas aplicadas. La fuerza del suelo es una función de las características tales como su ángulo de fricción interna, su cohesión, y su grado de compactación.

La mayoría de caminos y de sistemas de estacionamientos consisten en una o más capas de materiales de relleno de buena calidad, puestos y compactados en el sitio. Los materiales de relleno permiten que el sistema soporte las cargas de tráfico que el subsuelo, por sí mismo, no podría soportar. La función de capas del material de relleno es distribuir las cargas aplicadas sobre un área mayor, de tal modo que reduzca la presión (carga dividida por el área), que se transfiere al subsuelo. El material de relleno tiene la capacidad de distribuir las cargas porque las partículas de agregado individuales se traban entre si. Las cargas aplicadas se transmiten a través del material de relleno como fuerzas verticales y horizontales.

Si las fuerzas horizontales (laterales) empujan el material de relleno lateralmente, causan su desplazamiento, dando por resultado una capa más fina, menos capaz de resistir cargas adicionales lo cual conduce a su falla. Incluso un material de relleno de buena calidad, con buena capacidad de soporte y cohesión interna particular, puede ser forzado para moverse lateralmente. Un subsuelo de mala calidad, en el contacto con el material de base, no proporciona la fricción requerida en la interfaz para detener el movimiento interarticular.

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LA SOLUCIÓN CON ENVIROGRID

Para prevenir el movimiento lateral en el fondo o dentro de la capa de base, los geotextiles o las geomallas de alto módulo (elongación baja) se han utilizado por muchos años. Debido a su fuerza, resistencia a elongación y la estructura los geotextiles y las geomallas son más capaces de frenar el movimiento lateral de los materiales de base con las cuales esté en contacto. Aunque son muy usados en muchos procesos de estabilización, los geotextiles y las geomallas pueden solamente tener un efecto en el límite donde entran en contacto con el material o suelo base. La prevención del movimiento lateral de los materiales sobre y debajo de este límite todavía depende totalmente de la calidad del material de base por sí mismo. EnviroGrid® toma el concepto del confinamiento a partir de dos dimensiones (longitud y ancho) y lo amplía a una tercera dimensión (profundidad). Este confinamiento vertical y horizontal de toda la profundidad de la capa de base representa un avance en la tecnología de la estabilización, y tiene implicaciones importantes sobre rentabilidad y resultados a largo plazo del proyecto.

Dado que las paredes de la celda resisten el movimiento lateral, materiales de relleno de una calidad más baja, y de menor costo, pueden ser utilizados. Además, el material de relleno puede ser clasificado más ampliamente lo cual mejora dramáticamente el drenaje del sistema, dando por resultado una vida más larga para la carretera, vía o estacionamiento. Si una parcela del estacionamiento no se pavimenta, el agua de las lluvias se filtraría en el subsuelo, eliminando posiblemente la necesidad de un sistema de retención y recolección. Otra ventaja importante del relleno utilizando EnviroGrid® es la eficacia de las geoceldas para distribuir cargas aplicadas sobre un área más grande. Puesto que cada celda dentro de una sección está conectada con las Celdas colindantes, cada sección de EnviroGrid® actúa como un colchón o cojín grande. EnviroGrid® reduce perceptiblemente la presión aplicada al subsuelo por una carga ejercida en la superficie superior del EnviroGrid®. La ventaja es que con la estabilización se puede alcanzar una cantidad mínima de material de relleno usado en conjunto con el sistema EnviroGrid®.

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DISEÑANDO CON ENVIROGRID

EnviroGrid®, relleno con el material de base actúa como una capa en un sistema varias capas de una vía o carretera. Un método ampliamente aceptado, usado para analizar y diseñar un sistema de carreteras de varias capas. Es un procedimiento de dos etapas desarrollado por AASHTO (Asociación Americana Oficial de Súper-carreteras y Transporte).

PRIMER PASO

El ingeniero determina la fuerza total necesaria del sistema de la vía, que se llama Número Estructural (SN) requerido. El SN es una función de tres (3) factores:

1. Valor de Soporte del Suelo (SSV)

La fuerza del subsuelo es determinada por uno de la variedad de métodos estándares. Con el uso de tablas de equivalencia, la fuerza del subsuelo se utiliza para seleccionar el Valor de Soporte del Suelo (SSV)

2. Carga Equivalente por Eje (EAL)

Las cargas previstas de tráfico sobre la vida del sistema se tabulan. Éstos incluyen el cargamento de H2O (camiones 20-ton con una configuración dada de las ruedas), paneles ligeros, los automóviles, etc. Usando una tabla desarrollada por AASHTO, cada tipo de cargamento se convierte a una medida común, sola, basada en el impacto que se espera que ese cargamento infrinja al sistema del camino. La medida mas común es 18.000 libras de carga por eje y se llama Carga Equivalente por Eje (EAL)

3. Factor Regional (RF)

Este factor considera la susceptibilidad del subsuelo en la ejecución de la obra a las condiciones de la humedad y de la temperatura. El factor regional, que se extiende típicamente a partir de la 0.5 a 3.0 en los cuarenta y ocho estados contiguos, se puede seleccionar de un mapa desarrollado para este propósito. El ingeniero incorpora estos tres factores en una monografía desarrollada por AASHTO que determine el SN requerido.

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SEGUNDO PASO

Seleccione los materiales de relleno y el espesor de las capas de esos materiales a los cuales, cuando está combinado, proporcione un SN igual o mayor que el SN requerido. A cada material de relleno se le asigna un coeficiente estructural (SC), que se relaciona con la capacidad del material de distribuir cargas aplicadas. Se consideró en determinar que el SC para EnviroGrid® rellenado con material granular tal como suelo arenoso es 0.35. Un material de relleno con mejor capacidad de transferencia de carga aumentaría el coeficiente estructural de EnviroGrid®.

En la tabla siguiente están los coeficientes estructurales para una variedad de materiales de relleno y EnviroGrid® rellenados con el suelo arenoso, y el espesor equivalente de la capa resultante:

* Relleno con Suelo arenoso

Multiplicando el SC de un material dado por el grueso de la capa de ese material, en pulgadas, determina la contribución de esa capa hacia el SN requerido. Por ejemplo, si el SN requerido es 2.90 y el ingeniero quisiera que la capa superior del sistema del camino fuera 2"de concreto asfaltico, podría hacer cualquiera de las selecciones siguientes para el resto de la base

1. 15" de Piedra triturada (15 x .14) + (2 x .41) = 2.92

2. 15" de Piedra triturada (15 x .14) + (2 x .41) = 2.92

Alternativamente, si el ingeniero sabe cuánto de un material de relleno se utiliza normalmente en un diseño dado, puede substituir con EnviroGrid® para ese material en lo referente a sus coeficientes estructurales.

EQUIVALENT LAYER

THICKNESS*

ASPHALTIC

CONCRETE

CRUSHED

STONE

SANDY

GRAVEL

LIME STABILIZED

SOIL

SANDY SOIL

4” EnviroGrid

(SC = 0.35)

3.4 inches

10 inches

12.7 inches

17.5 inches

20 inches

6” EnviroGrid

(SC = 0.35)

5.1 inches

15 inches

19.1 inches

26.3 inches

30 inches

8” EnviroGrid

(SC = 0.35)

6.8 inches

20 inches

25.5 inches

35 inches

40 inches

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Por ejemplo, EnviroGrid® relleno de suelo arenoso tiene cinco veces (35/.07=5) el valor de soporte del suelo arenoso sin EnviroGrid® (en su libro titulado el diseñar con Geo sintéticos, cuarta edición, el profesor Roberto Koerner proporciona un ejemplo que demuestra que el uso de EnviroGrid® 8 "aumenta la fuerza de sustentación del suelo arenoso 13 veces). Así, el EnviroGrid® 4" relleno de suelo arenoso tiene la misma capacidad portante que 20" de suelo arenoso sin EnviroGrid®.

Por lo tanto, si un diseño del camino, demuestra que se requiere 18" de un relleno con suelo arenoso, el ingeniero podría deducir que EnviroGrid® 4" con el mismo tipo relleno, pese a reducir el volumen requerido de material de relleno, tiene una base equivalente y más fuerte.

El diseñador puede agregar los materiales de relleno locales a la tabla antes mencionada con los coeficientes estructurales apropiados de AASHTO para calcular los ahorros usando EnviroGrid®. Los ejemplos de tales materiales localmente disponibles son cáscara machacada en áreas costeras, grava del río en áreas montañosas, y piedra caliza de la alta calidad en otras áreas.

Una descripción completa del procedimiento de diseño de AASHTO, así como su desarrollo y software completo para el uso en diseño, está disponible de AASHTO en el teléfono (202)624-5800 o en la página Web www.aashto.org

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INSTALACIÓN

Manual de Instalación El material es transportado en contenedores de 20 pies y 40 pies. Los paneles de EnviroGrid son empacados en tarimas de 3.35 m largo x 1.07 m ancho x 0.76 m. Un total de (8) tarimas por contenedor de 20 pies y 16-18 tarimas en un contenedor de 40 pies. Por favor revisar el documento sobre empaque de contenedores para información específica.

Instalación

Estas son las recomendaciones de Geo Products para la instalación de nuestro Confinamiento celular EnviroGrid. La instalación se hace con una cuadrilla de 5 a 6 trabajadores.

1. Excavación del subsuelo para obtener los requerimientos del Ingeniero de Proyecto en relación a la elevación, grado, terminado, compactación y dimensiones del área.

2. Después de que el subsuelo ese listo se coloca el geotextil no tejido (si es

requerido). El geotextil se utiliza como un separador para impedir que el material de relleno se pierda en el subsuelo. El geotextil se coloca directamente encima del subsuelo y se sobre lapa aproximadamente unos 10 cm.

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3. Después de la colocación del geotextil se coloca la malla biaxial (si es requerido). La malla biaxial ayuda a la estructura del sistema. Las uniones se hacen en base a la recomendación del fabricante de la malla.

4. Dependiendo del proyecto los paneles son el EGA20 de 2.56 m x 6.52 m (16.7/m2/ panel), EGA30 2.56 x 8.35 m (21.4/m2/panel) o EGA40 2.56 m x 13.72 m (3514/m2/ panel). El ancho de todos los paneles es de 2.56 m.

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5. Para agilizar la instalación los paneles se deben unir con nuestra engrampadora neumática y grapas o con los EnviroLocks. La razón es que de esta forma se puede cubrir áreas más grandes con cada expansión.

6. Se unen primero dos paneles a lo ancho de los 2.56 metros. Cada unión se hace con la

engrampadora neumática y con 4-5 grapas por unión. Para hacer estas uniones no hay necesidad de expandir los paneles. Se colocan los paneles uno al lado del otro solo para unir la primera tira de cada panel. Estas uniones también se hacen con los EnviroLocks que no requieren equipo adicional ya que son 100% manuales.

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7. Se debe tener una cuadrilla de 2 personas preparando estos paneles pre unidos y la

cantidad necesaria para la instalación del día. Se colocan los paneles pre unidos en el área que van a ser utilizados.

Para expandir los paneles se van a utilizar estacas EnviroClip que son instaladas con

8. una broca portátil o estacas de fierro de 3 veces la altura de la celda. Las estacas se van a clavar en el subsuelo pasando dentro de las aperturas de la geomalla y penetrando el geotextil. El penetrar el geotextil no causa ningún daño ya que el geotextil es permeable y su función principal es de separador impidiendo que el material de relleno migre al subsuelo.

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9. Determine la posición de las primeras secciones de material. La expansión del material

a lo largo depende si es EGA20 (6.52 m), EGA30 (8.35 m) o EGA40 (13.72 m) o paneles de un largo especial. Una vez que el panel este expandido al largo apropiado el ancho estará a los 2.56 m automáticamente.

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10. Una vez las cuadrillas tengan práctica de la expansión correcta de los paneles se pueden empezar a expandir paneles que ya están unidos. Es preferible empezar con 2 pre unidos y después con 4 y quizás 6 paneles pre unidos. Es importante que cuando se unan las secciones que los paneles queden totalmente expandidos y rectos. Una forma de verificar es viendo la unión y las grapas (EnviroLocks) en la unión. Estas uniones deben estar rectas para llegar a la expansión correcta.

11. Este procedimiento se sigue repitiendo durante la instalación. Una vez con más práctica,

se puede decidir el pre unir más de 6 paneles a la misma vez. Se tienes que considerar que entre más paneles pre unidos más peso y un poco más de dificultad al expandir el material.

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12. Para empezar el procedimiento de rellenar el EnviroGrid se debe construir una rampa

si es que el EnviroGrid fue colocado por encima de la subrrasante. Esta se construye con el mismo material de relleno en la orilla de la primera sección de EnviroGrid. Esta rampa es para que el equipo pesado pueda subirse encima de las celdas sin dañarlas. No es permitido el transito sobre las celdas si no tienen material de relleno.

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13. Una vez que la rampa este construida el primer camión con material puede subir la rampa

(no encima de EnviroGrid desocupado) y descargar sobre la primera sección de EnviroGrid. Una vez que este material este sobre la sección se utiliza un buldócer sobre orugas para empujar el material de relleno sobre el EnviroGrid.

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14. Siga este proceso hasta que todas las celdas estén llenas. Nunca permita que el equipo pesado se suba encima de las celdas desocupadas. Limite que la descarga del material de relleno sea a un máximo de 1 metro sobre las celdas para prevenir daño al material. Sobrellene las celdas aproximadamente 300 mm o como indicado por el Ingeniero de Proyecto.

15. Ya con el material de relleno dentro del el EnviroGrid se puedo utilizar equipo convencional (camiones de 14 a 24 metros cúbicos) para acarrear el material de relleno.

16. El siguiente paso es la compactación del sistema EnviroGrid®. Para la compactación se pueden utilizar rodillos de 9 toneladas. La compactación del material de relleno es muy importante para en funcionamiento efectivo del sistema.

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Aviso Legal Geo Products, LLC proporciona esta información solo como una acomodación para nuestros clientes. No se otorga ninguna garantía u otra representación con respecto a la idoneidad de los procedimientos de solicitud debido al hecho de que cada instalación tiene requisitos específicos que pueden no haber sido considerados en este procedimiento generalizado. Geo Products, LLC no ofrece garantías ni representaciones con respecto a la idoneidad de su EnviroGrid® para usos o aplicaciones específicos. Se recomienda al usuario que consulte a su ingeniero y arquitecto antes de la compra e instalación de los materiales establecidos en este documento.