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Como hacer y asegurar la compactacion de suelos

La Compactación de Suelos en los Terraplenes de las Vias de Comunicación Terrestres

Compactación de suelos

Las explanaciones de las obras viales o vías de comunicación terrestres requieren de una correcta compactación para asegurar la necesaria resistencia y estabilidad ante las acciones exteriores que actúan sobre las mismas: las impuestas por el tráfico, las del intemperismo fundamentalmente el viento y los sismos, así como las de su propio peso, por tales razones es importante rememorar algunos conceptos básicos de la Teoría de la Compactación, de gran utilidad para poder comprender la Técnica de la Compactación en Obra de los Terraplenes.


  • Conceptos básicos de la Compactación de Suelos
Se entiende por “Compactación de suelos” al incremento por medios mecánicos del Peso Específico Seco (γs) del suelo. Este varía con la humedad de la forma siguiente: primero sube llega a un punto máximo y luego desciende (Curvas Proctor standard y Proctor modificado). Del análisis de estas curvas se puede apreciar los siguiente:
  • Existirá un valor de humedad ( humedad óptima) donde se alcanza la máxima densidad seca para diferentes energías de compactación.
  • Que a mayor energía empleada mayores serán las densidades secas máximas que se alcancen. 
  • Que existe un denominado rango de humedades de trabajo (Wmáx – Wmín) que se define con los valores de la densidad seca mínima 

Mecanismos de la Compactación de los Suelos:
El incremento de la densidad seca se manifiesta por diferentes mecanismos para los principales tipos de suelos, los que se describen seguidamente de manera resumida y simplificada:
a) En Suelos Granulares y Cohesivo - Granulares:
Se produce por la reorientación o acomodo que experimentan los granos del suelo al someterse a presión o vibraciones, adquiriéndose una estructura más compacta o mas densa.
b) En Suelos Cohesivos:
Se origina mediante la distorsión y la flexión que experimentan los granos y las capas absorbidas de estos suelos finos, al aplicarse una presión suficientemente grande para vencer la alta cohesión existente en los mismos.

Los procesos de compactación de los suelos se acometen en obra mediante la utilización de los Equipos de Compactación o Compactadores, los cuales aplican su energía a las capas de los terraplenes de diferentes tipos de explanaciones.

TÉCNICA DE LA COMPACTACIÓN EN OBRA DE LOS TERRAPLENES:

Como esta es una técnica mecanizada al 100% , es importante también precisar algunos aspectos sobre los Compactadores o Equipos usados para realizar tan importante labor.

  • Los Equipos de Compactación o Compactadores.
Los Compactadores son los medios que permiten realizar la compactación a pié de obra, existen en el Mundo una amplia gama o variedad para acometer este trabajo en distintos suelos y condiciones. No obstante es conveniente precisar previamente las técnicas y los métodos de compactación de suelos más usualmente utilizados, los que se exponen seguidamente de manera resumida en la siguiente Tabla:

Técnicas y medios a utilizar para lograr la compactación de suelos:
TécnicasMedios
1Por PresiónCilindros de Llantas Lisas (Triciclos y Tandem)
2Por Presión y AmasadoCompactadores Sobre Neumáticos y ‘’Pata de Cabra`
3Por VibraciónCilindros Vibratorios de Llantas Lisas y Placas o Bandejas Vibratorias.
4Por ImpactoPisones Tipo ‘’Rana’’
5Por InundaciónConsolidación del suelo mediante inundación

Una clasificación de los principales tipos de Compactadores se propone seguidamente:

1. Pesados: Cilindros de llantas de acero lisas estáticos y vibratorios, Compactadores sobre neumáticos de remolque y autopropulsados y Compactadores "pata de cabras"
2. Ligeros: pisón de impacto tipo rana, rodillos lisos vibratorios, bandejas o pl,acas vibratorias.
3. Mixtos.

  • Criterios para la Selección Idónea de los Compactadores:
La selección del compactador idóneo se realiza atendiendo a 2 aspectos fundamentales:
1ro) Su eficiencia de trabajo o idoneidad respecto al tipo de suelo a compactar.
2do) El Rendimiento que alcanza el equipo en la labor.

Finalmente “El compactador idóneo será aquel que más se ajuste al tipo de suelo para lograr una eficiente compactación y que además posea el mayor rendimiento entre los disponibles”.

La correcta compactación de suelos en obra se logra cuando se cumpla la condición fundamental siguiente:
"la densidad seca característica del tramo sea mayor que la mínima que se exige para la obra"
La compactación se hará efectuando la menor cantidad de pasadas (n) y empleando el mayor espesor de capa (e) posible, valores obtenidos en un Terraplén de Pruebas

Donde:
La densidad seca característica del tramo analizado es la media +/- la dispersión media cuadrática. Para poder determinarla se requiere que se efectúen al menos 6 ensayos de control de compactación en la faja o área a controlar.
La densidad seca mínima: se explica como establecerla mas adelante en este trabajo.

La Técnica Mecanizada de Compactación de Terraplenes:

Para su correcta aplicación debe cumplirse siempre el siguiente procedimiento:

  1. Compactar el suelo natural (siempre que sea posible) con el Compactador idóneo efectuando de 4-6 pasadas por la misma franja. 
  2. Compactar la primera capa de suelo del terraplén, siempre desde los bordes hasta el eje de la vía con el compactador idóneo, efectuando él número de pases sobre la misma franja para el espesor de capa definido en el Terraplén de Pruebas.
  3. Determinar la densidad seca en obra (ya sea por métodos tradicionales del Anillo y Arena o por el Densímetro Nuclear), comprobando que se cumpla la condición antes expuesta: que la densidad seca característica en obra sea mayor que la mínima exigida. 
  4. De cumplirse la anterior condición, la superficie de la capa compactada se humedecerá si lo requiere y se escarificará entre 2 y 5 cm su superficie.
  5. Se repetirá el proceso anterior hasta el nivel de subrasante de la explanación.

Para efectuar el Control de la Calidad de la Compactación de los Suelos debe precisarse aspectos:

1. La densidad seca mínima = % de la máxima obtenida del ensayo Proctor Modificado, se fija según importancia de la obra y tipo de suelo, como se establece seguidamente:

a) Para las Pistas de Aterrizaje (Aeropistas) especialmente en sus extremos y en las Cortinas de Presas de Tierra:
Será del 100% de la máxima del Próctor Modificado, para la capa o zona de coronación y del 98% para la de núcleo o levante del terraplén.
b) En los Terraplenes de Carreteras (I categoría) y las Autopistas:
La densidad seca mínima será del 98% de la densidad seca máxima del Próctor Modificado (para la capa o zona de coronación y del 95% para la de núcleo o levante)
c) En Terraplenes de Carreteras de menor categoría:
La densidad seca mínima será del 95% γd máxima del Próctor Modificado para la capa de coronación y del 90% para la de levante.
d) para Caminos y Carreteras vecinales:
La densidad seca mínima será del 90% de la máxima establecida en el Próctor Modificado

En el tramo o área a controlar la calidad de la compactación, deberá cumplirse con los siguientes Criterios de Aceptación o Rechazo:
       1. Que la densidad seca característica en obra ≥ densidad seca mínima (valor establecido según importancia de la obra y tipo de suelo tal como se especificó anteriormente) para cada tramo y en cada una de las capas del terraplén (deben realizarse como mínimo 6 ensayos o pruebas de control de compactación en el tramo analizado)

       2. Que la compactación del tramo quede concluida al finalizar la jornada laboral.

Esto evita problema con la compactación en caso de lluvia así como pérdidas de tiempo innecesarias.

De cumplirse ambos criterios se logra que la calidad sea la requerida en el proceso de compactación de suelos.

En el caso que no se cumpla la primera condición (condición básica), hay que identificar que problemas pudiesen haber influido en dichos resultados, que pueden ser varios:
  • Insuficiente número de pasadas o pases del compactador sobre la misma franja.
  • Excesivo espesor de capa a compactar, no acorde con la energía (peso) del compactador.
  • Demasiada velocidad del compactador al trabajar.
  • Incumplimiento del rango de humedades de trabajo (insuficiente o excesiva “W”).
  • Humedad (W) insuficiente: se hace riego de agua; si hay W excesiva: se realiza la escarificación y secado previo a la compactación de la superficie de la capa que se compacta.
  • Variación del suelo existente en el Préstamo o Banco de Materiales.
  • Combinación de estas insuficiencias o problemas.

Una vez definidos los problemas presentes y solucionados, se procede a compactar nuevamente el tramo o área asegurándose que se cumplan ambos criterios de aceptación para evaluar la calidad de la compactación realizada en la obra.

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3 comentarios:

  1. Cual es el volumen de Agua que se debe considerar por M3 de Material Arenoso durante su consolidación???? Gracias.

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  2. 20lt. por m3 de material arenoso. segun nch

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  3. cual es el precio para el terraplen actualmente??????








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