Evaluación del asentamiento en los suelos arcillosos en un prototipo con columna de grava y columna de concreto

Abstract

En todo el mundo existen diferentes tipos de suelos que tienen sus beneficios y desventajas. La mayor parte de estos suelos que presentan desventajas necesitan una mejora o reforzamiento. Antes de adoptar la mejora del suelo, debe realizarse un análisis geotécnico para evaluar las características del suelo que se va a tratar. Se mejoran las cualidades físicas y mecánicas del suelo. Hay varias formas de mejorar el suelo; la más conocida es la columna de grava, que es económica y se suele utilizar en estructuras de poca altura, como terraplenes. También tiene inconvenientes, ya que la interacción de sus agregados puede provocar asentamientos imprevistos. En este estudio, una parte de la construcción de la columna de grava se sustituye por concreto no armado para aumentar el dinamismo de la columna. La columna de concreto tiene distintas alturas, incluidas las columnas adyacentes a los cimientos. Aparte de investigarse el efecto de las diferentes columnas, se presentó la columna óptima del estudio. Se realizaron doce prototipos en la cual dicha investigación utilizó el concepto de celda unitaria donde se ubica en el centro una columna y alrededor el suelo arcilloso, con el fin de luego aplicar cargas axiales con la máquina de compresión simple. Las columnas híbridas que es la combinación de la columna de grava y la columna de concreto, se observó que el incremento en la altura del hormigón tuvo un mejor desempeño en las columnas resultantes cuando había una distancia considerable del suelo debajo de ella. Las columnas hibridas tuvieron un mejor rendimiento que la columna de piedra tradicional. El modelado físico de los prototipos a escala reveló que la longitud de la elevación de la columna oscila entre 2,4 y 2,8 D (D es el diámetro de la columna). Los resultados de las pruebas para la columna híbrida óptima arrojaron un factor de mejora de la carga máxima de hasta 1.25 veces dependiendo del prototipo en comparación con la columna de grava. La evaluación de este nuevo concepto para el mejoramiento de suelo, proporciona y promueve la reducción del asentamiento y la ventaja económica.

All over the world there are different types of soils that have their benefits and disadvantages. Most of these disadvantaged soils need improvement or strengthening. Before adopting soil improvement, a geotechnical analysis should be performed to assess the characteristics of the soil to be treated. The physical and mechanical qualities of the soil are improved. There are several ways to improve the soil; The best known is the gravel column, which is economical and is usually used in low-rise structures, such as embankments. It also has drawbacks, since the interaction of its aggregates can cause unforeseen settlements. In this study, a part of the construction of the gravel column is replaced by unreinforced concrete to increase the dynamism of the column. The concrete column has different heights, including columns adjacent to the foundation. Apart from investigating the effect of the different columns, the optimal column of the study was presented. Twelve prototypes were made in which this research used the concept of unit cell where a column is located in the center and around the clay soil, in order to then apply axial loads with the simple compression machine. The hybrid columns which is the combination of the gravel column and the concrete column, it was observed that the increase in the height of the concrete had a better performance in the resulting columns when there was a considerable distance from the ground below it. The hybrid columns performed better than the traditional stone column. Physical modeling of the scale prototypes revealed that the length of column elevation ranges from 2.4 to 2.8 D (D is the diameter of the column). Test results for the optimal hybrid column yielded a maximum load improvement factor of up to 1.25 times depending on the prototype compared to the gravel column. The evaluation of this new concept for soil improvement, provides and promotes settlement reduction and economic advantage.