Aplicación de biocemento para la estabilización de suelos granulares no cohesivos de Lambayeque

La presente tesis experimental de tipo inductiva evalúa cómo influye la aplicación del biocemento en la estabilización de suelos granulares no cohesivos del departamento de Lambayeque. Se seleccionaron dos cepas de bacterias ureoliticas de la familia de los actinomicetos para el tratamiento en la estabilización del suelo y se verifico cualitativamente la existencia de carbonatos de calcio en el medio B1 con el ensayo de efervescencia. Se seleccionaron tres muestras de suelos a tratar provenientes de tres distritos de cada provincia del departamento de Lambayeque; Reque por la provincia de Chiclayo, Lambayeque por la provincia de Lambayeque y Mesones Muro por la provincia de Ferreñafe. Las muestras se extrajeron mediante auscultación y para la identificación se realizó análisis granulométrico por tamizado, dando como resultado arenas mal graduadas, tipo SP según la clasificación SUCS. Para la determinación de la dosificación se realizaron ensayos de caracterización química e hidráulica en función del contenido de carbonato cálcico que es el material cementante utilizado en la estabilización. El análisis de efectividad de la estabilización de las muestras tratadas, se realizó con tres indicadores; aumento del esfuerzo normal, aumento del esfuerzo de corte, disminución de relación de vacíos. Los datos se recolectaron mediante la comparación de los ensayos de la muestra no tratada y la muestra tratada, los ensayos realizados fueron; ensayo de corte directo, gravedad específica y compresión simple. Los resultado fueron significativos en el primer indicador, que es la resistencia a esfuerzos de corte, aumentando en promedio un 35%, de la tres zonas de evaluación, siendo la más alta la de Ferreñafe, el tratamiento logro solidificar las primeras capas de la muestra. El segundo indicador; gravedad especifica aumento en promedio un 12%, y para el tercer indicador; coeficiente de fricción estática aumento en promedio 105%. Además se encontró que en los suelos de Reque y Lambayeque al que se asociaron poros más grandes, el tratamiento no fue efectivo en cuanto al mejoramiento de sus características mecánicas. Para el caso del suelo de Ferreñafe de menor porosidad por su granulometría más variada se evidencio un mayor incremento de rigidez y resistencia.Tesi

ESTABILIZACIÓN DE SUELOS GRANULARES NO COHESIVOS DE LAMBAYEQUE APLICANDO BACTERIAS CALCIFICANTES

Los suelos granulares no cohesivos de Lambayeque presentan características físicas y mecánicas, que dificultan los procesos de diseño y construcción de las diversas infraestructuras que se ejecutan sobre ella, es por tal motivo que aplicando bacterias calcificantes se buscó mejorar sus propiedades con el fin de estabilizarlo. Para dicho proceso se utilizó el método inductivo aplicando la experimentación y conocimientos en biotecnología, utilizando catorce muestras de suelos del tipo SP extraídas alrededor de todo el departamento de Lambayeque y las que fueron sometidas a diversas pruebas en estado natural y aplicando bacterias calcificantes que permitieron evaluar los resultados obtenidos. Los parámetros que garantizan la estabilización del suelo son: disminuir los espacios vacíos, la permeabilidad y el aumento de la cohesión, que se lograron debido a la precipitación de Carbonato de Calcio producto de la acción de las bacterias Calcificantes en el medio donde se inocularon aumentando su presencia de 0.32 a 5.44% como valor máximo en las muestras de la provincia de Chiclayo, y la alcalinidad del suelo aumento en un rango de 3.85 a 9.37%. Los valores obtenidos en peso específico relativo aumento de 9.5 a 13.5%, que indican la disminución de los espacios vacíos, de igual forma la permeabilidad manifiesta una disminución de 9.5 a 22.7% y además la cohesión aumento de 0.074 a 0.1703 y de 0.0022 a 0.1632. La adición de bacterias Calcificantes efectivamente mejoran las propiedades físicas y mecánicas asegurando la estabilidad de los suelos granulares no cohesivos en la región Lambayeque

Estabilización de suelos con bacterias Sporosarcina pasteurii

This thesis has been focused on optimizing the resistent capacity and reducing the permeability of fine and clay granular soils through the MICP (Microbiologically induced calcite precipitation). MICP is a natural biological process that induces calcium carbonate in the soil through the hydrolysis of urea by bacteria. In addition, it has several applications in the stabilization and restoration of various construction materials. Furthermore allows a high amount of CaCO3 production in a short time. The bacteria chosen to carry out the tests is Sporosarcina Pasteurii, because of its properties that favor these processes. In order to characterize the different parameters that allow optimizing bio stabilization, first several experimental studies have been carried out to determine the characteristics of the culture of the bacteria Sporosarcina Pasteurii and its application to the bio stabilization process. Secondly, unconfined uniaxial compression tests have been carried out on cylindrical soil specimens treated with MICP to assess three different experimental procedures: The first procedure consisted of subjecting the specimens to stabilization treatments with different bacterial concentrations. In the second experimental procedure, the specimens were subjected to freeze - thaw cycle and in the third, the compaction process was incorporated before or after the MICP treatment. Thirdly, direct cutting resistance according to the UNE 103-401-98 standard has been determined from cubic soil test specimens, treated with MICP and different concentrations of bacteria.Fourth, bio stabilization technology has been applied in larger specimens and has been validated through the determination of its bearing capacity. Finally, the influence of bio-stabilization on the permeability of soils has been studied with two experimental approaches. The results show that in the case of controlling the concentration of bacteria and the source and concentration of calcium, the final morphology of the obtained calcium carbonate crystal can be influenced; controlling the amount of unitary crystals, the size of the crystal and the formation of conglomerates may be modified. The treatments and optimum bacterial concentrations for each type of soil are also described. Increases of unconfined uniaxial compression strength reach values up to 790% and 900% for fine sand and coarse sand soils, respectively. On the other hand, the method of determination of the moisture content by means of ultrasounds is especially useful and allows distinguishing the moment in which the test pieces reach the hygrometric equilibrium. To conclude, the obtained results have been tabulated and allowed to know the optimal procedures and parameters that allow maximizing the performance of the bio stabilization depending on the properties of each one of the different types of soils studied.La presente tesis se ha centrado en optimizar la capacidad resistente y reducir la permeabilidad de suelos granulares finos y arcillosos mediante la MICP (precipitación de carbonato de calcio inducida por bacterias). La MICP es un proceso biológico natural que induce carbonato cálcico en el suelo a través de la hidrólisis de urea por las bacterias. Además, tiene varias aplicaciones en la estabilización y la restauración de diversos materiales en la construcción y permite una alta cantidad de producción de CaCO3 en poco tiempo. La bacteria elegida para la realización de los ensayos ha sido la Sporosarcina pasteurii, debido a que sus propiedades favorecen éstos procesos. Para conseguir caracterizar los diferentes parámetros que nos permiten optimizar la bioestabilización, en primer lugar se han realizado diversos estudios experimentales para determinar las características del cultivo de la bacteria Sporosarcina pasteurii y su aplicación en el proceso de bioestabilización. En segundo lugar, se han llevado a cabo ensayos a compresión uniaxial no confinada sobre probetas cilíndricas de tamaño reducido, tratadas con MICP y realizadas con tres procedimientos experimentales diferentes. El primer procedimiento ha consistido en someter las probetas a tratamientos de estabilización con concentraciones bacterianas diferentes. En el segundo procedimiento experimental, las probetas se han realizado con el ciclo hielo-deshielo y en el tercero, se ha incorporado el proceso de compactación antes o después del tratamiento con MICP. En tercer lugar, se ha determinado la resistencia a corte directo conforme la norma UNE 103-401-98 de probetas cúbicas de suelo que permitieron realizar los ensayos y que habían sido tratadas con MICP y diferentes concentraciones de bacterias. En cuarto lugar, la tecnología de bioestabilización ha sido desarrollada en moldes de mayores dimensiones y ha sido validada a través de la determinación de su capacidad portante. Por último, se ha estudiado la influencia a la permeabilidad de los suelos bioestabilizados, realizados con dos estudios experimentales. Los resultados muestran que en el caso de controlar la concentración de bacterias y también la fuente y la concentración de calcio, se puede influir en la morfología final del cristal de carbonato cálcico obtenido; controlando la cantidad de cristales unitarios, el tamaño del cristal y la formación de conglomerados. También se describen los tratamientos y las concentraciones de bacterias óptimas para cada tipo de suelo. Se consiguen aumentos de resistencia a compresión uniaxial no confinada de hasta 790% y 900% para suelos de arena fina y arena gruesa, respectivamente. Por otra parte, el método de determinación de la humedad mediante ultrasonidos se muestra especialmente útil y permite distinguir el momento en el que las probetas alcanzan el equilibrio higrométrico. Finalmente, se han tabulado los resultados obtenidos, permitiendo conocer los procedimientos y parámetros óptimos que permiten maximizar el rendimiento de la bioestabilización en función de cada uno de los diferentes tipos de suelos estudiados

Estabilización de suelos con bacterias Sporosarcina pasteurii

This thesis has been focused on optimizing the resistent capacity and reducing the permeability of fine and clay granular soils through the MICP (Microbiologically induced calcite precipitation). MICP is a natural biological process that induces calcium carbonate in the soil through the hydrolysis of urea by bacteria. In addition, it has several applications in the stabilization and restoration of various construction materials. Furthermore allows a high amount of CaCO3 production in a short time. The bacteria chosen to carry out the tests is Sporosarcina Pasteurii, because of its properties that favor these processes. In order to characterize the different parameters that allow optimizing bio stabilization, first several experimental studies have been carried out to determine the characteristics of the culture of the bacteria Sporosarcina Pasteurii and its application to the bio stabilization process. Secondly, unconfined uniaxial compression tests have been carried out on cylindrical soil specimens treated with MICP to assess three different experimental procedures: The first procedure consisted of subjecting the specimens to stabilization treatments with different bacterial concentrations. In the second experimental procedure, the specimens were subjected to freeze - thaw cycle and in the third, the compaction process was incorporated before or after the MICP treatment. Thirdly, direct cutting resistance according to the UNE 103-401-98 standard has been determined from cubic soil test specimens, treated with MICP and different concentrations of bacteria.Fourth, bio stabilization technology has been applied in larger specimens and has been validated through the determination of its bearing capacity. Finally, the influence of bio-stabilization on the permeability of soils has been studied with two experimental approaches. The results show that in the case of controlling the concentration of bacteria and the source and concentration of calcium, the final morphology of the obtained calcium carbonate crystal can be influenced; controlling the amount of unitary crystals, the size of the crystal and the formation of conglomerates may be modified. The treatments and optimum bacterial concentrations for each type of soil are also described. Increases of unconfined uniaxial compression strength reach values up to 790% and 900% for fine sand and coarse sand soils, respectively. On the other hand, the method of determination of the moisture content by means of ultrasounds is especially useful and allows distinguishing the moment in which the test pieces reach the hygrometric equilibrium. To conclude, the obtained results have been tabulated and allowed to know the optimal procedures and parameters that allow maximizing the performance of the bio stabilization depending on the properties of each one of the different types of soils studied.La presente tesis se ha centrado en optimizar la capacidad resistente y reducir la permeabilidad de suelos granulares finos y arcillosos mediante la MICP (precipitación de carbonato de calcio inducida por bacterias). La MICP es un proceso biológico natural que induce carbonato cálcico en el suelo a través de la hidrólisis de urea por las bacterias. Además, tiene varias aplicaciones en la estabilización y la restauración de diversos materiales en la construcción y permite una alta cantidad de producción de CaCO3 en poco tiempo. La bacteria elegida para la realización de los ensayos ha sido la Sporosarcina pasteurii, debido a que sus propiedades favorecen éstos procesos. Para conseguir caracterizar los diferentes parámetros que nos permiten optimizar la bioestabilización, en primer lugar se han realizado diversos estudios experimentales para determinar las características del cultivo de la bacteria Sporosarcina pasteurii y su aplicación en el proceso de bioestabilización. En segundo lugar, se han llevado a cabo ensayos a compresión uniaxial no confinada sobre probetas cilíndricas de tamaño reducido, tratadas con MICP y realizadas con tres procedimientos experimentales diferentes. El primer procedimiento ha consistido en someter las probetas a tratamientos de estabilización con concentraciones bacterianas diferentes. En el segundo procedimiento experimental, las probetas se han realizado con el ciclo hielo-deshielo y en el tercero, se ha incorporado el proceso de compactación antes o después del tratamiento con MICP. En tercer lugar, se ha determinado la resistencia a corte directo conforme la norma UNE 103-401-98 de probetas cúbicas de suelo que permitieron realizar los ensayos y que habían sido tratadas con MICP y diferentes concentraciones de bacterias. En cuarto lugar, la tecnología de bioestabilización ha sido desarrollada en moldes de mayores dimensiones y ha sido validada a través de la determinación de su capacidad portante. Por último, se ha estudiado la influencia a la permeabilidad de los suelos bioestabilizados, realizados con dos estudios experimentales. Los resultados muestran que en el caso de controlar la concentración de bacterias y también la fuente y la concentración de calcio, se puede influir en la morfología final del cristal de carbonato cálcico obtenido; controlando la cantidad de cristales unitarios, el tamaño del cristal y la formación de conglomerados. También se describen los tratamientos y las concentraciones de bacterias óptimas para cada tipo de suelo. Se consiguen aumentos de resistencia a compresión uniaxial no confinada de hasta 790% y 900% para suelos de arena fina y arena gruesa, respectivamente. Por otra parte, el método de determinación de la humedad mediante ultrasonidos se muestra especialmente útil y permite distinguir el momento en el que las probetas alcanzan el equilibrio higrométrico. Finalmente, se han tabulado los resultados obtenidos, permitiendo conocer los procedimientos y parámetros óptimos que permiten maximizar el rendimiento de la bioestabilización en función de cada uno de los diferentes tipos de suelos estudiados.Postprint (published version

Estabilización de subrasante incorporando ceniza de bagazo de caña de azúcar en camino vecinal Simbal - Chual, Trujillo 2022

El objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de la incorporación de cenizas de bagazo de caña de azúcar en la estabilización de la subrasante del camino vecinal Simbal - Chual, Trujillo 2022. Investigación empírica, cuantitativa, explicativa, y de diseño experimental; como técnica de recolección de datos se utilizó la experimentación observable, usando fichas donde se plasma la información recolectada de los ensayos realizados; los instrumentos están normados por NTP además de ser validados por magister del área de civil. Se trabajo con 9 muestras, las mismas que se les realizan ensayos granulométricos, Protor modificado, CBR y plasticidad, con agregaciones del 0%, 5%, 10% 15% de CBCA. Resultados: El material de la subrasante se clasifica como una grava bien gradada con limo y plasticidad media de 3.52%, con CBR=5.54%; al incorporar la CBCA se incrementa el CBR del 5.54% - 12.64 – 50.79% - 98.63%, en cuanto a la plasticidad esta evidencio aumentos insignificanticos 2.13% - 2.16% - 3.49% (plasticidad baja); en referencia a su clasificación esta no se modifica. Conclusión: La incorporación de cenizas de bagazo de caña incide significativamente en la estabilización de la subrasante del camino vecinal Simbal - Chual, Trujillo 2022

Polvo de valvas de molusco y de caucho reciclado para estabilización de subrasantes del sector San José Alto, Cartavio, 2022

El estudio tuvo como objetivo determinar la incidencia del polvo de valvas de molusco y caucho reciclado en la estabilización de subrasante del sector San José Alto, Cartavio, 2022. Estudio aplicado, con ruta cuantitativa, de nivel explicativo, y de diseño experimental. Se trabajo 20 muestras de suelo extraídas de 4 calicatas. Usando como técnica la observación y como instrumento fichas de recolección de datos validados por expertos, en donde se registrará la información de los ensayos de suelos: granulométrico, plasticidad, Proctor modificado y CBR, para muestras de suelo patrón y muestras con inclusión del 4% y 8% de polvo de valvas de molusco y el 15% y 20% de caucho reciclado. Los resultados determinaron que el suelo en estado natural es variable, se presenta suelo limoso de baja plasticidad, suelos arenosos limosos y arcillas de baja plasticidad, con un CBR malo a pobre. Posterior a la aplicación de los materiales mencionados se evidenció un aumento en las propiedades de CBR de las muestras de suelos, evidenciando que los porcentajes óptimos son de 4% de polvo de valvas y 15% de caucho reciclado. Conclusión: El polvo de valvas de molusco y caucho reciclado inciden positivamente en la estabilización de subrasantes

Evaluación del comportamiento del suelo con aplicación de geoceldas en vías no pavimentadas, ruta LM-532 Barranca, 2022

En la presente investigación titulada “Evaluación del comportamiento del suelo con aplicación de geoceldas en vías no pavimentadas, Ruta LM-532- Barranca, 2022”, el objetivo principal fue evaluar el comportamiento del suelo de subrasante de la vía no pavimentada en Supe - Barranca - Lima con y sin geoceldas, las cuales eran de clase B, con la finalidad de verificar el incremento la capacidad portante, la reducción de la expansión y el incremento del costo de inversión. Debido a la naturaleza estudio se utilizó el enfoque cuantitativo y la metodología de la investigación fue de tipo aplicada, de nivel explicativo y de diseño experimental. La población estaba conformada por el suelo de subrasante de la ruta LM-532, tramo: Virgen de Las Mercedes - Bocanal - Micaela Bastidas de Barranca, y la muestra estaba conformada por el suelo de extraído de las calicatas. Se obtuvo como resultado que el uso de geoceldas incrementó el CBR del suelo de la calicata C-1, C-2 y C-3 en 30.54%, 54.75% y 90.41%, respectivamente, redujo el porcentaje de expansión del suelo de la calicata C-1, C-2 y C-3 en 86.27%, 75.28% y 44.72%, respectivamente, e incrementó el costo directo para la construcción de la vía no pavimentada en un 8.37%, por lo tanto se llegó a la conclusión que el suelo de subrasante de la vía no pavimentada mejoraba su comportamiento al ser reforzado con geoceldas, sin embargo esta alternativa incrementaba el costo de inversión

Estabilización de la subrasante con cenizas de hojas de Mango y Palta al 5% 10% 15% para pavimentación de la trocha carrozable del valle San Rafael, Mojeke, Casma, Ancash 2021

El trabajo de investigación titulada: Estabilización de la subrasante con cenizas de hojas de Mango y Palta al 5% 10% 15 para pavimentación de la trocha carrozable del valle San Rafael, Mojeke, Casma, Ancash 2021 , así mismo el problema planteado señala: ¿Con la adición de cenizas de hojas de Mango y Palta se estabilizará la subrasante de la trocha carrozable en el valle de San Rafael, sector Mojeke, Casma – Ancash 2021? Por último, se concluyó que para la composición química de las cascaras de mago y palta se obtuvo como resultado que el Óxido de nitrógeno, Oxido de calcio, Oxido de potasio y Oxido de magnesio 3.22 % que ayuda en la estabilización de sub rasante, así mismo también se determinó que para las propiedades físicas y mecánicas de la muestra patrón se obtuvo un resultado en cuanto al proctor modificado un OCH del 10.31% y una máxima densidad seca de 2.61 gr/cm3 y un CBR del 11.1%, así mismo al añadir el 5% de cenizas de hoja de mago y palta en cuanto a sus propiedades físicas y mecánicas se obtuvo para el proctor modificado un OCH de 89.56% y una máxima densidad seca de 4.12 gr/cm3 y un CBR del 12.2%, además la prueba de hipótesis responde que al añadir el 15% de cenizas de mango se obtuvo una capacidad de soporte del suelo del 16% respecto a la densidad del proctor modificado

Aplicación de Rocamix líquido al suelo para el mejoramiento de la subrasante en la carretera Lambayeque – San José

Uno de los problemas que se presentan ahora en las carreteras no asfaltadas que están a nivel de subrasante en muchos lugares del Perú, se han considerado las conexiones entre pueblo y ciudades; como no mencionar lo que ocurre después de cada fenómeno del niño, después de cada gran lluvia que puede caer en algún punto, por eso esta investigación se basó en mejorar el suelo para aumentar su capacidad portante para que luego de cada fenómeno sea mínimo el desastre que puede ocurrir, con un costo mucho menor a lo que normal cuesta volver a realizar. En la carretera Lambayeque-San José, se determinaron ciertos puntos para obtener su capacidad portante y agregándole el aditivo para mejorarlo a nivel de subrasante. Se realizó los ensayos obligatorios para el uso del aditivo que se utilizara en esta investigación (Granulometría, Límites de Atterberg, Proctor modificado y CBR), para así saber su debida clasificación ASSTHO, SUCS y para saber la dosificación que manda los parámetros del aditivo. El aditivo utilizado en esta investigación es Rocamix, un líquido de alta tecnología comparado a los que hoy en día se utilizan usualmente, el cual permite el mejoramiento del terreno. Finalmente, luego de realizar la granulometría para establecer la clasificación y tipo de suelo se emplearon distintas dosificaciones de aditivo líquido Rocamix, además de suelo natural y se logró determinar la dosis eficiente para mejorar la subrasante en la carretera Lambayeque San José.TesisInfraestructura, Tecnología y Medio Ambient

Uso de aditivos químicos y emulsión asfáltica en la base granular para optimizar las propiedades mecánicas de un pavimento

La estabilización de suelos es el proceso mediante el cual estos se someten a ciertas manipulaciones o diferentes tratamientos de modo tal que se puedan aprovechar sus mejores cualidades, obteniéndose resultados capaces de soportar los efectos del tránsito y las condiciones de climas más severas. Se define como el mejoramiento de sus propiedades físicas a través de algún procedimiento mecánico e incorporación de diferentes productos químicos, naturales o sintéticos. En la presente tesis se utilizaron productos químicos como polímero poliacrilamida, polímero acrílico de estireno reticulado, aceite sulfanado organosilano, polímero cohesionador, así como también emulsión asfáltica para verificar las mejoras en las propiedades mecánicas para una base granular. A partir de los ensayos a los diferentes suelos encontrados en la carretera de tercera clase CU-1885 se tomó la decisión de estabilizar los suelos y así estos puedan servir como base granular para la carretera de tercera clase de un tramo de aproximadamente 14 km. Se tomaron como referencia tres canteras donde a partir de ensayos de laboratorio como CBR se realizaron las comparaciones de sus propiedades mecánicas en estado natural y luego del proceso de estabilización con los aditivos antes mencionados. Los resultados de la presente investigación nos demostraron que la adición de estos productos mejora las propiedades mecánicas, resistencia del suelo y de esta manera es muy probable que se prolongue la vida útil de la carretera en estudio