USO DE GEOMALLAS EN CAMINOS MINEROS (Haul Roads) Presentado por: Ing. David Tello Villarruel dtello@tdm.com.pe Introducción Geomalla “Los sistemas de mejoramiento de suelos blandos consisten en la instalación de una capa de refuerzo (geomalla) de buenas características rígido – flexurales con la finalidad de distribuir en un área mucho mayor las cargas transmitidas a la subrasante blanda, reduciendo los espesores de mejoramiento entre un 40 a 60%”. Introducción “Las geomallas biaxiales y multiaxiales son fabricadas partiendo de una lámina de polipropileno, la cual es perforada y estirada uniformemente para formar mallas con alta resistencia a la tensión y estructura continua” Introducción Geomallas Biaxiales Rigidez Alta resistencia con bajas deformaciones. Soporte como zapatos de nieve. Confina el relleno. Geometría Abierta. Aperturas rectangulares. Juntas fuertes. Presentan resistencia a la tensión en dos direcciones. Introducción Geomallas Multiaxiales Rigidez Alta resistencia con bajas deformaciones. Soporte como zapatos de nieve. Confina el relleno (sección con mayor peralte que BX). Geometría Abierta. Aperturas triangulares. Juntas mucho mas fuertes. Presenta resistencia a la tensión “radial” (en todas sus direcciones). COMO FUNCIONAN LAS GEOMALLAS? Aplicaciones Resumen de soluciones con geomallas Reducción de espesores Incremento de vida útil Incremento de capacidad de soporte Cobertura de vacíos Nivelación de subrasantes débiles Control de asentamientos diferenciales Mecanismos de Refuerzo Distribución de esfuerzos: Superficie de falla con refuerzo Superficie de falla sin refuerzo USACOE ETL 1110-1-189 (2003): “Use of geogrids en pavement construction” Mecanismos de Refuerzo Distribución de esfuerzos: Sin Reforzar Reforzado Presión Vertical sin Geomallas Presión Vertical con Geomallas El Dr. Braja Das en su trabajo: “Bearing Capacity of Shallow Foundations on Geogrid-Reinforced Soil_Review” encontro que las geomallas cambian el angulo de aplicacion de esfuerzos de 2:1 (V:H) a 1:1(V:H). Finalmente, todo se reduce a calcular el “h”. Como hacerlo? Mecanismos de Refuerzo Confinamiento lateral: Flujo Lateral por corte Restricción lateral y trabazón con el agregado (Confinamiento) USACOE ETL 1110-1-189 (2003): “Use of geogrids en pavement construction” Mecanismos de Refuerzo Confinamiento lateral: Trabazón Mecánica – Penetración parcial de las partículas de agregado – Alta resistencia a bajas deformaciones – Previene el movimiento horizontal y vertical de las partículas del relleno a través del confinamiento lateral de partículas. Geomalla Multiaxial TRIAX La idea de TRIAX Geometría Isométrica - Ejemplos Lo nuevo de la geomalla TRIAX Confinamiento del agregado & Trabazón Desempeño Multidireccional Ventajas de TRIAX en confinamiento y trabazón Lo nuevo de la geomalla TRIAX Nueva sección, única con mayor peralte Lo nuevo de la geomalla TRIAX Confinamiento del agregado & Trabazón Desempeño Multidireccional Ventajas de TRIAX en distribución de esfuerzos Lo nuevo de la geomalla TRIAX 30 ° 0° (MD) +30 ° +60 ° +90° (TD) WHY TriAx® - Mechanically Stabilized Layer (MSL) Unconfined Zone Transition Zone (Partial confinement) Fully Confined Zone Magnitude of confinement TriAx geogrid LAS GEOMALLAS EN EL MEJORAMIENTO DE ACCESOS MINEROS - PIERINA OBRA : MEJORAMIENTO VIAS DE ACERREO PIERINA PROPIETARIO : MINERA BARRICK MISQUICHILCA S.A. UBICACIÓN : DISTRITO DE JANCAS PROVINCIA DE HUARAZ DEPARTAMENTO DE ANCASH ALTITUD : 4,100 m.s.n.m. Antecedentes • El material a nivel de subrasante (argílico) presentaba 2.5% de CBR “in situ”. • Se consideró 110 toneladas como carga axial impuesta por los vehículos de carga (Especificaciones técnicas). • La presión de inflado considerada para los camiones mineros era de 725kPa (Especificaciones técnicas). • Se consideró un ahuellamiento permisible al final de la vida útil de la vía de 75.0mm (3.0pulg.). • El material granular empleado para realizar el mejoramiento presentaba un CBR de 60%. Antecedentes El material empleado para el mejoramiento fue un Cuarzo Alunita con un CBR de 60% y cuya gradación seleccionada fue la “A” de acuerdo a la tabla mostrada. CUARZO ALUNITA Tabla 305-1 Requerimientos Granulométricos para Base Granular Porcentaje que Pasa en Peso Tamiz 50 mm (2”) 25 mm (1”) 9.5 mm (3/8”) 4.75 mm (Nº 4) 2.0 mm (Nº 10) 4.25 um (Nº 40) 75 um (Nº 200) Gradación A Gradación B Gradación C Gradación D 100 100 ------75 – 95 100 100 30 – 65 40 – 75 50 – 85 60 – 100 25 – 55 30 – 60 35 – 65 50 – 85 15 – 40 20 – 45 25 – 50 40 – 70 8 – 20 15 – 30 15 – 30 25 – 45 2–8 5 – 15 May-15 8 – 15 Antecedentes Se requería realizar un mejoramiento de subrasante blanda en la zona de tránsito de los camiones mineros KOMATSU 730E de 111m3 de capacidad de carga y 385 ton de peso cargados . Proceso de Diseño METODOLOGIA DE GIROUD & HAN (2004) r P h 1 2 tan r m Nc cu El ángulo de distribución de esfuerzos,α, depende de: • Número de pasadas de tráfico. • Propiedades de la subrasante y el material de relleno (CBR). • Propiedades del geosintético. ASCE . Agosto 2004. Páginas de 775 a la 797. Se puede descargar de: www.tensarcorp.com/uploadedFiles /ISPN_SPECTRA_TTN_GirougHan.pdf Mejoramiento de Subrasantes ANGULO DE DISTRIBUCION DE ESFUERZOS: 1 0.868 C log N tan 1 0.204 RE 1 En particular, el termino C fue calibrado usando el módulo de estabilidad de las aperturas de las geomallas: 1.5 r C 0.661 1.006J h 2 Donde J = Módulo de estabilidad de apertura de la geomalla empleada (m-N/º) GIROUD J.P. - Presentation OTEC 2008 Proceso de Diseño La verificación con el Software SPECTRA PAVE arrojó un espesor de mejoramiento sin refuerzo de 34pulg, con geomalla BX1100 de 14pulg (59% de ahorro) y con la geomalla BX1200 de 10pulg (74% de ahorro) Proceso de Instalación Colocación de la geomalla en su posición final antes de la instalación del relleno de mejoramiento Proceso de Instalación Colocación del relleno de mejoramiento a cargo de los camiones mineros KOMATSU 730E Proceso de Instalación Colocación de las 10 pulg. de relleno de mejoramiento y aseguramiento de los traslapes (60cm) de la geomalla BX1200. Proceso de Instalación Colocación del relleno de mejoramiento a un espesor de 10 pulg. Sobre la geomalla BX1200 Proceso de Instalación Colocación del relleno de mejoramiento LAS GEOMALLAS EN EL MEJORAMIENTO DE ACCESOS MINEROS - YANACOCHA OBRA : MEJORAMIENTO VIAS DE ACERREO, BOTADEROS Y PAD PROPIETARIO : COMPAÑÍA MINERA YANACOCHA UBICACIÓN : LA QUINUA, DEPARTAMENTO CAJAMARCA, PERU. Antecedentes • El material a nivel de subrasante (ferricretas, bad blend y good blend) presentaban de 0.4 a 1.5% de CBR “in situ”. • El camion de diseno fue un CAT 793C (peso cargado de 384.00 ton). • Se consideró 128 toneladas como carga axial impuesta por los vehículos de carga (Especificaciones técnicas). • La presión de inflado de las llantas modelo 40.00R57 fue de 40.5 Ton/m2 (Especificaciones técnicas). • Se consideró un ahuellamiento permisible al final de la vida útil de la vía de 75.0mm (3.0pulg.). • El material empleado para realizar el mejoramiento fue lastre o ferricreta consolidada (segun la zona) y presentaba un CBR de 40% a 24% respectivamente. Antecedentes La verificación con el Software arrojó un espesor de mejoramiento sin refuerzo de 46pulg (115cm), con geomalla BX1100 de 18pulg (61% de ahorro) y con la geomalla BX1200 de 12pulg (74% de ahorro) Proceso de Instalación Haul Roads o Vías Principales Mejoramiento de los puntos de conexión hacia PADs, Botaderos y Pits. Zonas de alto tránsito. Estas vías reciben mantenimiento terminado el período de lluvias (Mediados de abril). Se coloca geomalla y material de desmonte bueno. El relleno puede compactarse. Proceso de Instalación Haul Roads o Vías Principales Proceso de Instalación PADS: Conformación de LIFT’S Zonas nuevas, nunca han sido abiertas al tráfico y los suelos de subrasante son muy malos (CBRs <1%). El proceso en las vías del PAD es como sigue: Se asigna la zona destinada a PAD, se coloca una geomembrana en la base y sobre ésta la piedra de drenaje más todos los geosintéticos necesarios. Se coloca el mineral de alto contenido de ley y se empieza a lixiviar con cianuro en espesores de 14m. Hasta esta etapa hemos completado 1 LIFT (plataforma). Para continuar con el 2do. LIFT, se coloca la geomalla sobre el material lixiviado, sobre ésta el espesor de mineral de baja ley necesario sin compactar (porque eso haría que no haya filtración de solución) y con un % de finos especificado. Una vez completado el 2do LIFT, se bate todo el espesor de mineral de baja ley del camino (incluido la geomalla) se coloca nuevo mineral de alto contenido de ley y se lixivia todo. Este suelo de subrasante donde se instala geomalla es muy blando porque no es compactado y porque tiene alto contenido de humedad proveniente de las lluvias y la solución. Proceso de Instalación PAD’s (continuación…) Proceso de Instalación PAD’s (continuación…) Proceso de Instalación BOTADEROS En construccion En operación Sin geomalla Con geomalla Estas zonas ya han sido transitadas por vehículos pesados y se van recapeando cada 3meses a medida que avanza el volumen de material a eliminar. Se clasifican el LIFTS (plataformas). Por ejemplo, pueden estar trabajando en el LIFT9 (que es un nivel de plataforma), luego se continuará con el LIFT10, etc. El material de subrasante es estable con valores de CBR mayores a 1.5% porque transitan volquetes pesados que compactan el suelo y el mejoramiento (geomalla y desmonte malo) no se destruye como en el caso del PAD, sino que se conserva hasta la siguiente etapa. Proceso de Instalación BOTADEROS Camino estabilizado Camino estabilizado Preguntas?? Gracias!!! USO DE GEOMALLAS EN CAMINOS MINEROS (Haul Roads) Presentado por: Ing. David Tello Villarruel dtello@tdm.com.pe
