SUELOS PROBLEMATICOS COMUNES EN COLMBIA

SUELOS PROBLEMATICOS COMUNES EN COLOMBIA.

RECOMENDACIONES GENERALES PARA SU

IDENTIFICACIÓN Y MANEJO

Como se puede observar en el mapa de distribución de suelos, en Colombia existen diversidad de suelos con características físicas y mecánicas muy variables; dentro de esta gama, se han identificado algunos suelos de difícil manejo principalmente por sus características de deformabilidad, de baja resistencia, expansividad y sensitividad, lo cual ocasiona problemas serios tanto en el proceso constructivo como el comportamiento posterior de la estructura del pavimento.

Los suelos problemáticos más comunes detectados en Colombia son:

TIPO DE SUELO IMAGEN

Los suelos arcillosos blandos compresibles: son aquellos depósitos comunes en zonas de alta precipitación, con deficiencias en el drenaje natural, que se caracterizan por sus altos contenidos de agua y bajas resistencias in situ, lo cual dificulta los procesos constructivos debido a que no garantizan el mínimo apoyo, ni para el equipo ni para las estructuras.

Los suelos orgánicos: están compuestos principalmente de tejidos vegetales en estados variables de descomposición; con una textura fibrosa o amorfa, usualmente de color café oscuro a negro, olor orgánico y elevadas relaciones de vacíos. Por su deficiente estructura, son altamente consolidables y, en general, su comportamiento mecánico es el más crítico dentro de este grupo de suelos problemáticos.

Los suelos volcánicos se encuentran en diversos sitios de la región andina; provienen de eyectos volcánicos y tienen algunas particularidades que los diferencian de otros suelos, como la susceptibilidad al remoldeo y altos contenidos de humedad.

Los suelos expansivos son aquellos suelos que muestran un cambio volumétrico importante cuando experimentan cambios de humedad, estos suelos generan problemas en estructuras como los pavimentos lo que amerita su precisa identificación y tratamiento.

Por lo anterior, es importante fijar algunos procedimientos estandarizados para identificarlos, evaluarlos y tratarlos en forma adecuada, con el fin de minimizar sus efectos perjudiciales en los pavimentos.

• Suelos arcillosos blandos compresibles y suelos orgánicos

En Colombia, por las condiciones climáticas de zona tropical con elevadas humedades, altos porcentajes de saturación en el aire y niveles freáticos superficiales ocasionados por las características de drenaje natural, son frecuentes los depósitos de arcillas blandas altamente compresibles y de suelos orgánicos de deficientes características.

Si durante el proceso de exploración y muestreo, se detectan posibles depósitos de estos suelos, se recomienda definir con mayor exactitud la extensión del depósito y la compresibilidad del mismo. Para lograr el nivel de detalle requerido, se sugiere aumentar la frecuencia de los sondeos por lo menos al doble de la especificada para una exploración geotécnica normal para el diseño de pavimentos y muestrear con tubo Shelby para la evaluación precisa de la consistencia y compresibilidad del suelo, mediante los resultados de laboratorio utilizando ensayos como el de resistencia a la compresión simple, límites de consistencia del suelo, humedad natural y el cálculo del índice de liquidez.

Algunos valores que sirven para identificar este tipo de suelos se presentan en la siguiente tabla:

El Indice de liquidez se define con la siguiente relación:

- IL (Wn- Lp)j(L1-Lp)

- Wn Humedad natural

- LI Límite líquido

- Lp Límite plástico

En el país, en pavimentos y en general en obras viales, se han utilizado diferentes procedimientos que han permitido superar los problemas ocasionanadas por estos tipos de suelos. Entre las soluciones más generalizadas, se destacan:

• En vías de menor orden se han empleado las empalizadas simples y dobles con rellenos de material de la zona poco plástico que proporcione un perfil adecuado para la posterior colocación de la capa de afirmado.

• El uso de geotextil no tejido de alta resistencia a la tensión con 70 a 80 cms de relleno de material granular con finos poco plásticos.

• En suelos orgánicos sedimentarios se ha utilizado una solución combinada de empalizada y geotextil con su respectivo relleno.

De acuerdo con las experiencias obtenidas en el país y la disponibilidad de métodos analíticos para la solución de estos problemas, lo más aconsejable es el manejo de geotextiles no tejidos con altas resistencias a la tensión y un relleno cuyo espesor puede determinarse con ayuda de teorías disponibles en la literatura.

También, dependiendo de la disponibilidad, se puede considerar la factibilidad de usar rellenos construídos con escorias de fondo o con cenizas volantes o con mezclas de estos residuos con material granular. Los residuos mencionados, por su bajo peso unitario y considerable resistencia al corte, resultan adecuados para la construcción de rellenos sobre suelos blandos compresibles.

Esta alternativa puede ser, en muchos casos, una solución económica que además contribuye a minimizar el impacto ambiental causado por la forma como ellos se disponen al medio ambiente y porque de esta manera también se disminuye la explotación masiva de canteras.

• Suelos volcánicos

Existen en la región andina colombiana algunos suelos que presentan problemas en el proceso de explanación y compactación debido a sus características de humedad, de susceptibilidad al remoldeo y de cambio en sus propiedades durante el secado. Estos suelos son formados por la meteorización en el sitio de eyectos volcánicos del cuaternario reciente y poseen algunas propiedades peculiares, las cuales los diferencian de los suelos cohesivos de origen sedimentario; entre ellas sobresalen los muy altos contenidos de humedad natural y las variaciones difícilmente explicables durante el lapso entre el muestreo y el ensayo. También poseen bajos pesos unitarios, elevadas relaciones de vacíos y humedades superiores al límite líquido, las cuales retienen en épocas de verano y en zonas por encima del nivel freático manteniéndose con altos grados de saturación.

A pesar de las altas humedades y demás características mencionadas, su comportamiento mecánico es superior al esperado en otro suelo de condiciones de humedad y relación de vacíos similares, sus resistencias al corte drenadas y sin drenar y sus valores de CBR son de buena magnitud.

En consecuencia, en proyectos viales se puede cometer errores en la clasificación de estos suelos, si no se toman los cuidados necesarios para determinar los parámetros reales en el laboratorio y se podría llegar a diseños equivocados y por demás conservadores si se usan correlaciones entre los valores índices y el CBR o entre los índices y el módulo resiliente.

Para este tipo de suelos se recomienda evitar el presecado cuando se vayan a determinar los límites de consistencia para su clasificación. También, con el fin de complementar su identificación y evaluar su sensitividad,

se recomienda la determinación del Indice de Agregación, parámetro que se obtiene mediante la siguiente expresión:

la = índice de Agregación

la = E.A. seco al horno/ E. A. con humedad natural

E.A. = Equivalente de arena

Un índice de agregación es mayor de 2.0 indica un suelo moderado al cambio y un valor mayor 12.0 indica un suelo altamente variable.

Otro parámetro que ayuda a identificar suelos sensibles al remoldeo, como es el caso de los suelos volcánicos, es la SENSITIVIDAD (St) definida como:

St = qu (sin perturbar) / qu (remoldeado)

qu = Resistencia a la compresión simple

La resistencia remoldeada se obtiene remoldeando la muestra usada para obtener la resistencia sin perturbar, de tal forma que su densidad y contenido de agua sean prácticamente los mismos. Se consideran suelos sensitivos aquellos que tienen un valor de sensitividad superior a 4.0.

Para lograr el mejor desempeño de estos suelos se recomienda evitar el remoldeo y evaluar las condiciones originales del material in situ, con el fin de usarlas posteriormente como parámetros de diseño de la fundación.

En el caso de tener que construir capas con estos suelos, se recomienda el presecado del material en obra lo cual disminuye como ya se ha mencionado el índice de plasticidad del suelo lográndose de esta manera un incremento en el peso unitario seco y en general un mejor comportamiento mecánico.

• Suelos expansivos

Generalidades

En términos generales, se denomina suelos expansivos aquellos que muestran un cambio volumétrico significativo bajo la presencia de agua.

Durante procesos constructivos relacionados con vías terrestres, es factible encontrar algunos materiales rocosos expansivos como son las arcillolitas y suelos arcillosos o suelos residuales que se han formado de rocas existentes o sedimentos. Estos suelos arcillosos poseen características expansivas debido a las características de la roca que los origina (generalmente arcillolitas) y/o proceso de meteorización bajo el cual se han formado.

El grado de expansión de estos suelos depende de la cantidad de minerales arcillosos activos presentes en el material. Estos minerales arcillosos activos que influyen más en los cambios volumétricos se caracterizan por tener partículas de tamaños muy pequeños, grandes superficies específicas y cargas eléctricas des balanceadas en la superficie.

El

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