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PERUMIN – 31 CONVENCIÓN MINERA
AREQUIPA, 16 al 20 de Setiembre de 2013
USO DE GEOMALLAS EN ACCESOS MINEROS –
HAUL ROADS
(EXPERIENCIAS EN YANACOCHA Y PIERINA)
ENCUENTRO DE TECNOLOGÍA E INVESTIGACIÓN
CONVOCATORIA DE TRABAJOS TÉCNICOS
AUTOR
Ing. Javier Alejandro Silva Burga
Tecnología de Materiales S.A. Lima, Perú.
USO DE GEOMALLAS EN ACCESOS MINEROS
– HAUL ROADS (EXPERIENCIAS EN
YANACOCHA Y PIERINA)
BIAXIAL GEOGRIDS USED IN MINING ROADS
(YANACOCHA AND PIERINA EXPERIENCES)
AUTOR
Ing. Javier Alejandro Silva Burga
Tecnología de Materiales S.A. Lima, Perú.
RESUMEN
El presente documento pretende mostrar 2
experiencias exitosas usando geomallas, en la
aplicación de mejoramiento de suelos blandos, con
la finalidad de repartir uniformemente las cargas
impartidas por los grandes equipos mineros, los
cuales pueden llegar a pesar 380 toneladas
totalmente cargados, hacia la subrasante de mina
típicamente conformada por suelos con alto
contenidos de limos y arcillas húmedas y
saturadas. Adicionalmente este trabajo pretende
mostrar que los beneficios obtenidos por usar las
geomallas, no solamente se circunscriben a ahorro
en costos de material de relleno o tiempos de
ejecución de obra, sino que el mejor desempeño
que puede alcanzarse con el uso de las geomallas
permite mejorar la superficie de circulación de los
vehículos mineros, reduciendo los tiempos de
operación y a la vez espaciando los períodos de
reparación y mantenimiento.
ABSTRACT
The following document pretends to demonstrate 2
successful experiences using geogrid, in the
application of soft soil improvement, in order to
distribute evenly the loads given by the large
mining equipment, which can weigh up to 380
tonnes fully loaded, into the mine subgrade, tipically
composed by soils with high quantity of silt and wet
and saturate clay. Additionally, this paper aims to
demonstrate that the benefits obtained by the use
of geogrids are not only limited to savings in costs
of filling material or execution times of work, but the
best performance achieved with the use of geogrids
can improve the circulation surface of the mining
vehicles, reducing operational time and at the same
time spacing the periods of repair and
maintenance.
1.- INTRODUCCION
Un problema muy común en la construcción de
vías en minería, es la presencia de suelos blandos
constituidos por limos y arcillas de variada
plasticidad como parte de la subrasante. A lo
anterior se añade que muchas minas importantes
están ubicadas en zonas de altura, soportando
climas agrestes con largos períodos de lluvias y
heladas y con escasez de materiales granulares de
buena calidad para mejoramientos, lo cual no solo
dificulta los plazos de construcción e incrementa
los costos de obra, sino que de manera más
preocupante, la subrasante que falle conducirá a
un deterioro rápido de su estructura generando
ahuellamientos en su superficie, los mismos que
generan pérdidas millonarias al disminuir la
velocidad de operación de los equipos mineros y
aumento de costos de mantenimiento por el
deterioro paulatino de las unidades mineras.
Esta situación se ha resuelto tradicionalmente
mediante la estabilización del suelo de diferentes
maneras: material lanzado a fondo perdido,
excavación y reemplazo, estabilización mecánica,
estabilizaciones químicas, entre las más comunes,
cuya aplicación genera efectos adversos en el
medio ambiente contiguo y/o costos muy altos para
la viabilidad económica de las obras.
Hoy en día, el uso de geosintéticos, entre ellos las
geomallas, permite un uso más eficiente de los
recursos de los proyectos, el cual se puede
incrementar mediante el conocimiento claro de los
mecanismos de trabajo de estos materiales, así
como de los beneficios que ellos brindan en una
determinada situación. La colocación de una
geomalla polimérica en las capas granulares de
una vía, produce grandes beneficios para el mismo
ya que incrementa el módulo del material granular,
mejora la capacidad portante del suelo y reduce las
tensiones transmitidas a las capas inferiores.
2.- OBJETIVOS
Mostar los beneficios del uso de geomallas
referente a:



Reducir el espesor de relleno de
mejoramiento y lastre.
Facilitar las operaciones de circulación de
los camiones mineros, especialmente en
los tramos de subrasantes muy pobres,
mediante la conformación de una
plataforma de rodadura estable.
Reducir costos y tiempos de construcción.
3.- MARCO TEORICO
3.1.- Mecanismos de Refuerzo
Se han identificado tres mecanismos de refuerzo
de las geomallas en el refuerzo: confinamiento
lateral de las partículas, mejoramiento de la
capacidad portante del terreno natural y el efecto
membrana tensionada (ETL 1110-1-189).
Confinamiento Lateral
Este mecanismo se logra a través de la trabazón
de las partículas granulares con el refuerzo. Las
geomallas aumentan el módulo de la capa
reforzada al confinar las partículas e impedir su
movimiento natural ante la aplicación de las cargas
vehiculares. La trabazón mecánica aumenta la
rigidez de la base reduciendo las deformaciones
verticales en la interfase inferior y los
ahuellamientos en la superficie de rodadura.
2
brana Tensio
onada
Effecto Memb
Movimiento lateral de la
a
partícula
smo se pres
senta cuand
do ocurre un
u
Esste mecanis
ah
huellamiento
o o deforma
ación consid
derable en el
e
te
erreno naturral debido a una carg
ga vehicula
ar,
de
esarrollándosse
unos
esfuerzos
que
so
on
so
oportados por
p
la resistencia a la
a tensión de
el
re
efuerzo. Este efecto de
e membrana
a tensionad
da
de
esarrolla en el refuerzo una resisten
ncia vertical y
un
n confinamiiento hacia abajo, aumentando la
re
esistencia al
a corte de
el terreno natural.
n
Estte
m
mecanismo
de
e refuerzo pa
ara desarrolllarse necesitta
un
na deformacción significativa de la su
uperficie de la
ca
arretera, que
e no siempre
e es admisible en camino
os
pa
avimentados
s, y adicionallmente, el trá
áfico debe se
er
ca
analizado.
Confinam
miento lateral de
ebido a la fricción
n
Figura 1
Confina
amiento lateral e incremento de
el módulo
(FUENTE:
(
Use o
of Geogrids in Pavement
P
Consstruction. USACOE
ETL 1110-1-189)
Mejoramient
M
to de la Capacidad
C
Portante del
d
Terreno
T
Natu
ural
La
L rigidez d
de la geomalla permite
e distribuir las
cargas
c
aplica
adas en una mayor área disminuyendo
lo
os esfuerzoss cortantes y verticales en el terreno
natural
n
bland
do. Básicam
mente se trasslada el plano
de
d falla de la estructura del paviimento de un
material
m
no competente (blando) a materiales de
mejor
m
comportamiento estructura
al como la
base/subbase
b
ecanismo de
e refuerzo se
e. Este me
conoce
c
como
o efecto del zapato
z
de nie
eve.
Superfficie de falla
reforza
ada
Superficie de falla sin
s refuerzo
Figura 2
M
Mejoramiento Capacidad Portan
nte
(FUENTE:
(
Use o
of Geogrids in Pavement
P
Consstruction. USACOE
ETL 1110-1-189)
Figu
ura 3
Efecto de Membrrana Tensionad
E
da
(F
FUENTE: Use off Geogrids in Pa
avement Constrruction. USACO
OE
ETL 1110-1-189)
Geom
malla
3..2.su
ubrasante
com
mo
mejora
amiento
de
d
La
as subrasan
ntes pobres representan un problem
ma
fre
ecuente en la
l construcciión de pavim
mentos. Com
mo
fu
undación de
e una vía, la subrasan
nte que falle
co
onducirá a un
u deterioro rápido de su
s estructura
a,
essto es visib
ble cuando una carga es aplicad
da
directamente sobre un camino, en ese
e
momentto
la
as partículass individuale
es del relleno oscilan y
ro
ompen la parte superior de la subra
asante la cua
al
se
e moviliza hacia
h
arriba
a para llena
ar los vacío
os
fo
ormados, esste mecanismo se conoce com
mo
“b
bombeo”. Au
unque estos movimientos pueden se
er
ba
astantes pe
equeños el bombeo puede
p
causa
ar
co
ontaminación
n del relleno
o y una gran reducción de
d
su
u resistencia
a a la fricció
ón, la capaccidad portantte
disminuye y el agregado
o se mueve lateralmentte
crreando surc
cos o bacches en la
a superficie
e.
Trradicionalme
ente, las subrasantess pobres o
co
ontaminadas
s por efecto
o de “bombe
eo” han sid
do
re
emovidas y reemplazada
r
as con relleno
o importado o
esstabilizadas químicamen
nte. Ambas opciones so
on
ca
aras tanto en
e dinero co
omo tiempo, en especia
al
co
omparadas con
c la solució
ón de geoma
allas.
Al instalar una
u
geomallla entre el
e relleno de
d
m
mejoramiento
y la subra
asante, las partículas
p
de
el
re
elleno penetrran en las aberturas
a
de
e la geomalla
tra
abándose en sus aperturas triangulare
es
re
educiendo la oscilación, movimientos
m
s laterales y el
e
effecto de “bo
ombeo”. Estte entrelaza
ado mecánicco
ta
ambién disp
persa fuerzas verticale
es sobre la
3
geomalla
g
perrmitiendo que se forme un
u arco bajo la
carga
c
aumen
ntando su ca
apacidad po
ortante, la vida
útil
ú de la fundación y reduciendo
r
e espesor de
el
material
m
de m
mejoramientto requerido.. En resume
en,
la
a geomalla
a trabaja como piezza estructural
transmitiendo
o cargas a bajas
b
deform
maciones sob
bre
un
u área much
ho mayor e inhibiendo lo
os movimienttos
agregado.
la
aterales del a
más de 5 añ
m
ños en el diiseño y dessarrollo de un
u
nu
uevo y más eficiente
e
pro
oducto. Básiccamente, parra
essta nueva te
ecnología se
e tuvieron en
e cuenta la
as
ca
aracterísticas
s que el refuerzo deberría tener parra
qu
ue funcionara adecuadam
mente en la estructura de
el
pa
avimento y los mecanismos de refu
uerzo con lo
os
cu
uales el refue
erzo trabaja. Se sabía qu
ue:
•
•
•
•
•
Fig
gura 4
Diistribución de Presiones
P
Vertica
ales
Para
P
que esttos beneficio
os sean tang
gibles, es muy
im
mportante que las geomallas
g
cuenten con
característica
c
as mínimas que garanticen su
adecuado
a
co
omportamiento dentro de
e un relleno de
mejoramiento
m
o. Resultad
dos de ensayos
e
que
evaluaron
e
ell desempeño de difere
entes tipos de
geomallas
g
vversus seccciones de control sin
s
refuerzo,
r
mo
ostraron que
e las geoma
allas extruidas
han
h
tenido u
un mejor co
omportamien
nto estructurral,
así
a
mismo, las propie
edades que
e deben ser
s
to
omados en ccuenta en la elección de las geomallas
para
p
un bue
en comportamiento estru
uctural son su
resistencia
r
y eficiencia de las un
niones, mayyor
rigidez
r
torsio
onal y estabilidad de sus aberturas,, y
por
p ende su mayor confinamiento de
el agregado de
mejoramiento
m
o.
3.4.3
Nue
eva
MULTIAXIAL
M
LES
Tecn
nología:
La trabazó
ón es crítica para el refue
erzo de base
e.
La rigidezz es crucial para distribu
uir las carga
as
en una ma
ayor área.
El confina
amiento late
eral es el mecanismo
m
d
de
refuerzo.
La importtancia del espesor
e
y forma
f
de la
as
costillas para que ocurrra el confina
amiento.
La eficiencia de las ju
untas es importante parra
impedir el movimiento
o de las partículas ante la
aplicación de la carga..
on rediseña
ar
Fiinalmente, los experttos lograro
exxitosamente la estrucctura de la
l
geomalla
a.
Utilizando una
a de las estructuras máss estables de
d
a construcció
ón – el triáng
gulo – se log
gró hacer un
na
la
tra
ansición
de
una
abertura
rectangula
ar
co
onvencional a una ge
eometría tria
angular. Estta
nu
ueva geome
etría ofrece un mayor confinamiento
c
o,
m
mayor
rigidez, y en
n general un mejo
or
co
omportamien
nto estructura
al (Figura 5 y 6).
Ge
eomalla
Bia
axial
GEOMALLA
AS
Cuando
C
Bria
an Mercer inventó las geomallas no
existía
e
una teoría que
e explicara como iba a
funcionar la geomalla o que
e tan buen
comportamie
c
ento estructu
ural tendría
a la geoma
alla
como
c
refuerrzo de carrreteras. Bria
an Mercer se
enfocó
e
en la forma de fabrica
ación de un
geosintético
g
ejó
con alta resiistencia a la tensión y de
a sus colabo
oradores, in
ngenieros civviles, experttos
en
e
geoteccnia,
enca
argados
de
encontrrar
aplicaciones
a
para este nuevo
n
producto. Luego de
muchos
m
enssayos, proyyectos ejeccutados y en
general
g
de bu
uenos resulttados de la geomalla
g
com
mo
refuerzo
r
de suelo come
enzaron a salir
s
diferenttes
te
eorías trattando de explicar el excelen
nte
comportamie
c
ento de la geomalla en las diferenttes
aplicaciones.
a
oría forman parte el efeccto
De esta teo
“zapato de n
nieve”, el “cconfinamientto de la capa
base”,
b
y fina
almente, la teoría de los
l
“esfuerz
zos
de la Univerrsidad de Illin
remanentes”
r
nois.
Ge
eomalla
Mu
ultiaxial
Figu
ura 5.
Comparación entre las union
nes o juntas de las
l geomallas
Multiaxiales y las Biaxiales
Luego
L
de entender la teo
oría detrás del
d refuerzo de
carreteras
c
co
on geomallas, expertos trabajaron por
p
4
•
•
•
•
Geomalla
Biaxial
•
•
•
Geomalla
Multiaxial
Figura 6.
Comparación de transmisión de esfuerzos entre las geomallas
Multiaxiales y las Biaxiales
La geometría triangular brinda una estructura que
logra un alto grado de rigidez en los 360 grados.
Esta geometría asegura tener un confinamiento
radial (Gráfico 7) para controlar el movimiento de
las partículas en cualquier dirección, ayudando a
garantizar el desempeño óptimo del refuerzo en la
estructura del pavimento.
Transportation Research Laboratory (UK):
“Transportation Research Laboratory Full-Scale
Testing with BX1100, BX1200 and TX160”.
Building Research Establishment (UK):
“Bearing Capacity Study using TX160, TXDEV
y BX1200”.
US Army Corps of Engineers Full Scale APT
(USA): “Vicksburg Accelerated Pavement Test
- United States Army Corp of Engineers”
US Army Corps of Engineers Stabilization
Study (USA): “Full-Scale Multistage CyclicLoad Study with TX140, TX7 and BX1200”.
Jie Han - Box Testing for Giroud-Han
Modification (USA): “Giroud-Han Design
Method - Validation / Calibration Testing with
TX160 and TX7”
LTRC Paved Box Tests: “Multistage
Repeated-Load Triaxial Cell Testing with
TX160”
LTRC Triaxial Cell Testing: “Tactile Sensor
Analysis of the Demonstration Box Test Using
Geosynthetics – TX7”
La figura 08 muestra los resultados de uno de los
ensayos realizados por el Transportation Research
Laboratory (UK). Después de cada ensayo, la capa
de agregados y geomalla (de ser el caso) son
cuidadosamente removidas con la finalidad de
medir el ahuellamiento en el tope de la subrasante.
Se puede notar que la serie de geomallas del tipo
multiaxial reduce significativamente los esfuerzos
hacia la subrasante y por tanto reduce los
ahuellamientos de manera más efectiva que las
geomallas biaxiales o que la sección sin geomalla:
No Reforzada
Multiaxial 1
Biaxial
Multiaxial 2
Figura 8.
TIL Technical Centre Trafficking Device, UK
Figura 07.
Confinamiento Radial con la geomalla Multiaxial
Este mejor desempeño como refuerzo en la
estructura del pavimento ha sido comprobado por
varios ensayos en campo y laboratorio. Entre estos
ensayos se encuentran:
•
Transportation Research Laboratory (UK):
“Small - Scale Trafficking Performance Study
with TX140, TX7 and BX1200”.
3.3.- Metodologías de diseño
En agosto del 2004 y luego de más de dos
décadas de investigación y uso de geomallas en
aplicaciones de mejoramiento de subrasantes, los
doctores J.P. Giroud y Jie Han desarrollaron y
verificaron un método de diseño, basado en la
metodología Giroud and Noiray (1981), que emplea
la teoría de distribución de esfuerzos para calcular
la presión vertical sobre la subrasante producida
por las cargas vehiculares. Con esta presión se
5
calcula un espesor mínimo de relleno necesario
para que la subrasante pueda soportar las cargas
aplicadas. Giroud-Han tienen en cuenta todas las
propiedades consideradas en el método Giroud Noiray,
y
adicionalmente
considera
las
características del Módulo de Elasticidad del
material de relleno, la variación del ángulo de
distribución de esfuerzos con el número de
pasadas de ejes equivalentes, el módulo de
estabilidad de la apertura del material de refuerzo y
la profundidad de ahuellamiento. Esta metodología
ha sido publicada en el “Journal of Geotechnical
and Geoenvironmental Engineering – ASCE”
(Volumen 130 – Número 8) y en agosto del 2008,
fue incluida en el “Geosynthetic Design &
Construction Guidelines – Reference Manual (NHI
Course No 132013)” de la Federal Highway
Administration (FHWA NHI-07-092). La ecuación,
propuesta por la FHWA en dicha publicación, es la
siguiente:
 r 
0 . 868  ( 0 . 661  1 . 006 J 2 )  
h
h 
1  0 . 204 R E  1 
1 .5


log N 





P
r 2
r 
  
s 
1  0 . 9 e  h   N C f C CBR
fs 



2
sg



 1  r



(Ecuación 01)
Donde:
h = Espesor de relleno (m)
J = Módulo de estabilidad de la abertura del
refuerzo (N-m/grados)
P = Carga por eje (kN o KIPS)
r = Radio del área de contacto de llanta (m) =
(P/(π.p))0.5
p = Presión de inflado de llanta (kPa o PSI)
N = Número de pasadas de ejes equivalentes.
RE = relación de módulos = Ebg/Esg =
3.28CBRbc0.3/CBRsg≤5.
CBRbc = CBR del relleno.
CBRsg = CBR de la subrasante.
Nc = Factor de Capacidad de soporte del suelo de
fundación: En vías no reforzadas = 3.14, en vías
reforzadas con geotextiles = 5.14 y en vías
reforzadas con geomallas = 5.71.
fs = Factor de profundidad de ahuellamiento.
s = Máxima profundidad de ahuellamiento.
Fc = Factor relacionado al CBR de la subrasante
en condiciones no drenadas, cu = 4.3PSI (30kPa).
4.- CASOS DE ESTUDIO
Tanto
Pierina
(localizada
en
Jangas,
aproximadamente a 10 kilómetros al noroeste de la
ciudad de Huaraz, Departamento de Ancash) como
Yanacocha (mayor mina aurífera de Sudamérica,
situada a 48km al norte de la ciudad de
Cajamarca), son minas con extracción a tajo
abierto y están ubicadas entre los 3.400 y 4.200
metros sobre el nivel del mar, soportando climas
agrestes con largos períodos de lluvias y heladas.
En ambas minas, el continuo deterioro de las vías
de acceso temporal (haul roads) en la zona de
extracción de mineral, PAD’s, botaderos y PITS
provocado por la combinación de lluvias intensas
en altura, el tipo de suelo predominantemente fino
y el tránsito continuo de maquinaria pesada, ha
generado
pérdidas
económicas
ligadas
básicamente al aumento en el tiempo de
circulación de los camiones mineros y a los
constantes gastos en mantenimiento y reparación
de equipos. Siendo la totalidad de la operación
minera dependiente del transporte terrestre,
cualquier situación relacionada a fundaciones
blandas y caminos inestables es crítica y significa
pérdidas económicas considerables para las
compañías.
4.1.- Caso 1: Mina Pierina
El material de fundación de las vías de acarreo de
la mina Pierina era variable, conformado
principalmente por argílicos con alto contenidos de
arcillas y cuyo CBR “in situ” fue estimado, por el
departamento de geotecnia de la mina, en 2.5%. El
material de relleno disponible para estabilización
en mina estaba conformado por cuarzo alunita con
un CBR de 60%.
La vía debería ser capaz de soportar el tránsito de
camiones mineros tipo Komatsu 730E de 111m3
de capacidad y 324.32 ton de peso bruto
(totalmente cargados). Usando como refuerzo una
geomalla, se aplicó la metodología de Giroud –
Han para encontrar el espesor mínimo de relleno a
instalar.
El camión de diseño Komatsu 730E, en sus
especificaciones técnicas, presenta una carga por
eje simple de P=110ton y una presión de inflado
equivalente a p=105psi. Se consideran 302
pasadas del eje de diseño de 110ton en el área a
estabilizar tanto de entrada con carga, como salida
sin carga (vida útil del acceso, 2 meses).
Las geomallas empleadas presentan los siguientes
módulos de estabilidad J1 = 0.32 N-m/grados
(geomalla Tensar BX1100, en adelante tipo 1) y J2
= 0.65 N-m/grados (geomalla Tensar BX1200, en
adelante tipo 2), el factor de capacidad de carga en
vías reforzadas con geomallas es 5.71.
Para aplicar la ecuación de Giroud – Han se
empleó el software SPECTRA PAVE 3.0 versión
2.16, software de libre disposición en la web y de
propiedad de Tensar International, considerando
una profundidad de ahuellamiento máxima de
3.0pulgadas al final de la vida útil del acceso. Los
resultados se muestran a continuación (Ver figura
9):
6
No Reforzado
Geomalla Tipo 1
Geomalla Tipo 2
Figura
F
9. Re
esultados usa
ando el softw
ware de diseñ
ño
con
n la metodolo
ogía Giroud - Han
Figura 11. Dis
stribución del rellleno de mejoramiento sobre la
a
geom
malla
Tabla 1. A
Ahorros en espesor
e
de ag
gregado de
mejoramie
ento Pierina
Ahorro de
d
Espesor de relleno
relleno de
de mejo
oramiento
mejoramie
en
Geosintétic
G
(c
cm)
to
os
o
Calcula
Requeri
(cm)
(%
%)
do
do
No
N
85.877
90.00
N/A
N//A
reforzado
r
Geomalla
G
34.468
35.00
55.0 61.0
Tipo
T
1
0
0
Geomalla
G
22.962
25.00
65.0 72
2.0
Tipo
T
2
0
0
En
E la Tabla 1 podemos apreciar los espesores de
mejoramiento
m
o obtenidos para el caso
o sin refuerzo
oy
para
p
los caso
os con geom
mallas tipo 1 y 2, donde los
ahorros
a
en espesor
e
de relleno,
r
con respecto a no
usar
u
refuerzo
o, están en el orden del 61
6 al 72%.
Figura 12. Co
ontrol de traslap
pe
A continuaciión se mue
estran algunas fotografíías
to
omadas dura
ante el proce
eso constructivo:
Figura 13. Camión de diseño Komatzu 730
0E en vías de
acarrreo
4..2.- Caso 2: Mina Yanac
cocha
Figura 10. Insstalación de la geomalla
g
tipo 1 y colocación de
el
relleno
En la zona de
e “La Quinua
a”, en la mina
a Yanacocha
a,
lo
os diseños fueron rea
alizados pa
ara las vía
as
prrincipales de
e acarreo, es decir, lo
os puntos de
d
co
onexión haciia PADs, Botaderos y Pits. Estas vía
as
ha
abían sido construidas sobre
s
materia
ales con alto
os
co
ontenidos de
e arcillas y lim
mos húmedo
os a saturado
os
de
enominados “good blend”
b
y “bad blend
d”
(cclasificados en
e base a su
u capacidad de soporte) y
7
que
q presenta
aban un CBR
R “in situ”, de
eterminado por
p
el
e departame
ento de geote
ecnia de la mina,
m
de 1.5%.
El
E material u
usado como
o relleno de mejoramien
nto
fue un lastre conformado
o por ferricretta consolidada
con
c CBR de 2
24%.
La
L solución e
empleada po
or la mina, an
ntes del uso de
la
as geomallas, consistía en instalar un
u geotextil no
te
ejido de sep
paración en contacto
c
con
n la subrasan
nte
y aproximad
damente de 1.00 a 1.3
30m de lasttre
(CBR=40 a 60%). Pa
compactado
c
ara realizar el
nuevo
n
diseño
o de mejora
amiento, aho
ora con el uso
de
d las geoma
allas, se con
nsideraron 44
47 pasadas de
un
u camión del tipo CAT 793C con una
u
presión de
in
nflado de lla
anta (modelo
o 40.00R57)) de 58psi. Se
S
aplica
a
la ecu
uación de Giroud – Han considerando
una
u
profund
didad de ahuellamiento
o máxima de
al final de la
3.0pulgadas
3
a vida útil de
el acceso y las
mismas
m
geomallas emplleadas en el
e proyecto de
Pierina.
P
Con la ayuda de
el software d
de diseño (V
Ver
figura 14) se
e obtienen los nuevos espesores de
relleno
r
mostrrados en la Tabla
T
3:
Figura 15
5. Descarga dell relleno sobre el
e material
previame
ente instalado, nunca
n
sobre la geomalla
No Reforzado
Geomalla Tipo 1
Geomalla Tipo 2
Figura 14. Currvas CBR vs. Esspesor de rellen
no requerido parra
los accesos tempo
orales en Yanaccocha.
Tabla 2. A
Ahorros en espesor
e
de ag
gregado de
mejoramientto Yanacoch
ha
Geosintéticos
G
No
N reforzado
Geomalla
G
Tipo
1
Geomalla
G
Tipo
2
Espesor de relleno de
mejoramiento (cm)
Calculado
114.60
44.27
Requerido
115.00
45.00
30.30
35.00
Ahorro de
e
relleno de
e
mejoramien
nto
(cm)
(%
%)
N/A
N//A
70.00
61.00
80.00
70.00
En
E la tabla 2 podemos apreciar
a
los espesores de
mejoramiento
m
o obtenidos para el caso
o sin refuerzo
oy
para
p
los caso
os con geom
mallas tipo 1 y 2, donde los
ahorros
a
en espesor
e
de relleno,
r
con respecto a no
usar
u
refuerzzo (que coin
ncide con los
l
espesorres
usados
u
por lo
os ingenieros
s de Yanaco
ocha), están en
el
e orden del 61 al 70%
%. Luego d
de un análissis
económico
e
Y
Yanacocha optó
o
por usa
ar la geoma
alla
tipo 1 y rellen
nar 45cm.
Figura 16. Esparcido del material de relle
eno sobre la
geomalla, a un espesor
e
de 0.45
5m.
Lo
os buenos resultados obtenido
os de estta
ap
plicación generaron que
e las geoma
allas extruida
as
se
ean propuestas también para las zon
nas de PAD’s
y de botaderros. Ambas zonas con
n condicione
es
m
mucho
más críticas, co
on suelos muy
m
blando
os
(C
CBR’s <1%)) del tipo “bad
“
blend” y el mism
mo
trá
ánsito pesad
do. El proceso de inte
ervención co
on
ge
eomallas en las vías del PAD se rea
aliza cada ve
ez
qu
ue se comp
pletaba un LIFT (plata
aforma), parra
co
ontinuar con el 2do LIFT
T se instala una geomalla
so
obre el material lixiviado,, sobre ésta el espesor de
d
m
mineral
nec
cesario de baja leyy (ferricretta
co
onsolidada) y sin comp
pactar (para favorecer la
filtración de so
olución) obte
enido mediante un diseñ
ño
ap
plicando Girroud - Han. Una vez completado
c
el
e
2d
do LIFT, se bate todo el
e espesor de
d mineral de
d
ba
aja ley del ca
amino (incluido la geoma
alla) se colocca
nu
uevo minera
al de alto con
ntenido de le
ey y se lixivia
to
odo. Este sue
elo de subra
asante donde
e se instala la
ge
eomalla es muy
m blando por
p 2 razone
es principales
s:
no
o es comp
pactado y tiene
t
alto ccontenido de
d
hu
umedad proveniente de las lluvias y la solució
ón
(V
Ver Figuras 13 y 14
4). Para essta zona se
s
re
ediseñaron los espes
sores de mejoramientto
ajustando el CBR de fundación en campo
o,
8
cambiando
c
de 1.5% a 0.60%. Los resultados
requerían
r
ad
dicionar 1m de relleno
o a los 45ccm
típicos usado
os hasta el momento. Los
L
resultados
quedaron
q
de la siguiente manera (Ver Tabla 3):
Tabla 3. A
Ahorros en espesor
e
de ag
gregado de
mejoramientto Yanacoch
ha
Geosintéticos
G
No
N reforzado
Geomalla
G
Tipo
1
Geomalla
G
Tipo
2
Espesor de relleno de
mejoramiento (cm)
Calculado
239.90
141.33
Requerido
240.00
145.00
88.27
90.00
Ahorro de
e
relleno de
e
mejoramien
nto
(cm)
(%
%)
N/A
N//A
95.00
39.60
150.00
62.50
co
ompactan el suelo y el mejoramiento
m
o (geomalla y
la
astre de baja
a calidad) no
o se destruye como en el
e
ca
aso de los PAD’s,
P
sino que
q se conse
ervan hasta la
siguiente etap
pa. En estas zonas se ma
antiene el us
so
de
e la geomalla tipo 1 con 45cm de relleno sobrre
ella.
5..- CONCLUS
SIONES Y RECOMENDA
ACIONES
as geomallas extruidas distribuyen las presione
es
La
ge
eneradas po
or los camiones mineross, en un áre
ea
m
mayor
sobre la subrasan
nte blanda, cambiando
c
la
“a
aparente” ca
apacidad de soporte de la fundació
ón
sin la necesid
dad de capas de rellen
no de much
ho
esspesor. Una
a sola capa de geom
malla permitte
re
educir espeso
ores de relle
eno de mejorramiento en el
e
orrden del 60 al 70% con respecto a una capa de
d
re
elleno sin refu
uerzo alguno
o.
Debido a la reducció
ón de esspesores de
d
m
mejoramiento
, las geoma
allas permitie
eron aminora
ar
lo
os tiempos de cons
strucción de
d
accesos
s,
re
eemplazando
o entre 70
0 a 80cm de rellen
no
co
ompactado por una ca
apa de matterial con un
u
re
endimiento de
d instalació
ón, bajo lass condicione
es
m difíciles, de
más
d 1,000 a 1,500m2 por día.
a alta rigidezz de las geo
omallas extrruidas generró
La
re
educción de
e presioness sobre la
a subrasantte
blanda, perm
mitiendo el acceso
a
del personal de
d
ampo e incluso de
el equipo pesado de
d
ca
co
onstrucción a la zona de suelos húmedos y//o
sa
aturados con
n CBR’s men
nores a 1%.
Figura 16. Insstalación del rellleno de mejoram
miento sobre la
geomallla tipo 1
as geomalla
as presentarron alta resistencia a lo
os
La
da
años por instalación ge
enerados po
or las carga
as
dinámicas im
mpuestas porr los camio
ones mineros
s,
un compacta
ando relleno
o inferior y angular
a
sobrre
au
ellas. Esto pe
ermitió el us
so de relleno
os locales de
d
ba
aja calidad y costo.
la
e los PAD’s y LIFT’s de Yanacocha,
Y
En el caso de
eomalla adiccionalmente colaboró en
n la reducció
ón
ge
de
e los costos operativoss, ofreciend
do superficie
es
esstables que favorecían la
l circulación
n a velocida
ad
co
onstante de los camion
nes mineross y a la ve
ez
re
educían la necesidad de manttenimiento y
re
eparación de
e equipos o de
d reconstru
ucción de vía
as
de
espués de llu
uvias.
Figura 17. Trránsito de camio
ones mineros lu
uego de lluvias
intensas. Sin problem
mas de ahuellam
mientos.
El
E proceso d
de intervención con geo
omallas en las
zonas
z
de bottaderos es diferente, son
n zonas que ya
han
h
sido tran
nsitadas porr vehículos pesados
p
y que
se
s van recap
peando cada
a 3 meses a medida que
avanza
a
el vvolumen de material a eliminar. Se
S
clasifican
c
en
n LIFTS o plataformas secuenciales
es
(una sobre otra). El material
m
de subrasante
s
estable
e
con valores de CBR mayyores a 1.5
5%
porque
p
tra
ansitan
vo
olquetes
pesados
que
nto de vista ambiental, la importantte
Desde el pun
educción de
e espesore
es alcanzada por la
as
re
ge
eomallas en
n haul road
ds, PAD’s, botaderos y
LIIFT’s, generró menos explotación
e
s,
de canteras
m
menos
uso de
e equipo parra obtención
n, transporte y
co
ompactación
n de materiall de mejoram
miento, lo qu
ue
se
e traduce en una disminución
n de gase
es
co
ontaminantess emitidos all medio ambiente.
h
sido introducidas en el mercad
do
Acctualmente han
la
as geomallass multiaxialess de geomettría triangula
ar.
Esstas nuevass geomallas son el resultado de má
ás
de
e 5 añoss de investigación y desarrollo
o,
significando un
u importante
e avance en la tecnologíía
e geomallas dado que offrecen un valor aun mayo
or
de
re
especto a la
a tecnología de geomalllas biaxiales
s.
9
Esta nueva geomalla, de forma hexagonal,
elaborada a base de aperturas triangulares, es una
estructura más estable e incrementa el
confinamiento de partículas con relación a las
geomallas biaxiales.
6.- REFERENCIAS
GIROUD, J.P., AND HAN, J. (2004). “Design
method for geogrid-reinforced unpaved roads. Part
I y II – Development of design method”. Journal of
Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,
130 (8), 775-786, 787-797.
9
HOLTZ, R, et al., (2008). “Geosynthetic Design &
Construction Guidelines”, FHWA, Publication No.
FHWA NHI-07-092, NHI Course No 132013. USA.
MINERA
YANACOCHA
S.R.L.
(2008).
“Procedimiento Standard de Tarea (PST)
Construcción de Vías, Utilizando Geomalla Biaxial”.
Cajamarca, Perú. 6pp.
USACE (2003). “Use of Geogrids in Pavement
Construction”, Technical Letter No. 1110-1-189,
Department of Army. Washington, USA. 38pp.
WEBSTER, S.L. (1992). “Geogrid Reinforced Base
Courses for Light Aircraft”. Department of the Army
Waterways Experiment Station (WES). Corps of
Engineers. Mississippi, USA.
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