Empleo de materiales esquistosos en rellenos
Uno de los principales problemas que presentan los materiales esquistosos en general, y las filitas en particular, es su carácter evolutivo.
El material sano presenta una cierta dificultad para ser excavado por medios mecánicos y proporciona muestras con carácter granular, formadas por pequeños fragmentos.
Al ser sometidas al proceso de puesta en obra (carga, vertido, extendido, humectación, compactación), la granulometría sufre una transformación, triturándose los fragmentos gruesos y apareciendo un mayor porcentaje de fracción fina. El resultado de esta primera modificación del material es función de los medios de puesta en obra: el empleo de maquinaria de cadenas en el extendido, la utilización de pata de cabra, etc, aumenta el grado de trituración del material.
Una vez finalizada la compactación, si el relleno queda con una granulometría abierta, de modo que pueda producirse alguna circulación de agua a través del mismo (o, como mínimo, producirse un significativo incremento del grado de saturación) esta degradación podría continuar, originando deformaciones postconstructivas.
Por otra parte, como consecuencia del proceso descrito, al ensayar muestras del material tomadas en los préstamos/excavaciones, pueden obtenerse resultados que permitan calificar el material prácticamente como un suelo seleccionado o adecuado (aunque en muchos casos el bajo CBR impide dicha designación obtenida en función de la granulometría principalmente).
Sin embargo, dichas calificaciones no se corresponden con el comportamiento que realmente tendrá el material después de las variaciones que experimentará tras la puesta en obra y la posible degradación postconstructiva.
En consecuencia, con este tipo de materiales evolutivos (esquistos blandos, lutitas, areniscas con baja cementación, etc) es necesario adaptar los procedimientos de caracterización de los suelos calificables como “normales” (no evolutivos) y, por supuesto, definir los procedimientos de diseño y puesta en obra para intentar asegurar un correcto comportamiento de los rellenos.
Las limitaciones respecto a las características de los materiales establecidas en el PG-3 y en los Pliegos de los proyectos están referidas al material después de finalizada la puesta en obra (o, incluso, a medio/largo plazo, si pueden sufrir alguna degradación posterior).
Los ensayos de alterabilidad de los materiales (humedad, sequedad, slake durability test –SDT-) tienen por finalidad proporcionar un cierto criterio sobre la alterabilidad. El algunos casos, sus resultados se utilizan exclusivamente desde un punto de vista cualitativo (para confirmar el carácter evolutivo del material) mientras que en otros casos se establecen limitaciones respecto a los resultados con ellos (para evitar que puedan ser utilizados sin adoptar las adecuadas precauciones).
En cualquier caso, estos ensayos suelen efectuarse a partir de muestras del terreno natural. Sin embargo, puede resultar de interés complementar la caracterización de los materiales con algún tipo de ensayos que proporcione una cierta idea sobre las posibles variaciones que pueden producirse durante el proceso de puesta en obra y las características geotécnicas del material resultante.
Con el ensayo del doble Proctor (P.M.) se intenta lograr este objetivo. Aunque este ensayo no está normalizado, se viene empleando con mucha frecuencia en el análisis de materiales evolutivos.
La metodología del mismo podría ser la siguiente:
- Machaqueo previo del material con mazo de goma, sobre un tamiz de 40-50 mm. Con ello se produce la trituración de los fragmentos de mayor tamaño sin alterar significativamente la granulometría de la fracción más fina del material.
- Granulometría previa (tamizado) de la muestra resultante.
- Primer ciclo en el molde Proctor:
- Desecación en estufa.
- Humectación.
- Compactación en el molde con la energía del Proctor Modificado.
- Segundo ciclo en el molde Proctor: tras desmoldear la muestra:
- Desecación en estufa.
- Humectación.
- Compactación en el molde con la energía del Proctor Modificado.
- Comprobación de la granulometría resultante tras el segundo ciclo.
Se podría realizar un tercer ciclo, comprobándose nuevamente la granulometría al final del mismo.
Con esto se obtendría un material cuyas características podrían ser análogas a las del material compactado en obra. Para completar la calificación del mismo (seleccionado/adecuado/tolerable/marginal) y caracterización del material convendría efectuar los siguientes ensayos:
- Plasticidad del material al final del proceso.
- Densidad seca al final de cada ciclo.
- CBR al final del proceso (con medida del hinchamiento).
- Ensayo de corte directo, (o triaxial con medida de presiones intersticiales, tipo C.U.), para verificar la resistencia al corte.
- Ensayo de hinchamiento libre o de presión de hinchamiento al final del proceso.
- Humedad natural.
Criterio de rechazo durante la hinca de un pilote
En los pilotes de desplazamiento (hincados) es habitual establecer la longitud de los pilotes en función del control de la propia hinca. Existen numerosas expresiones (se dice que más de 400) que relacionan la penetración del pilote al golpearlo (habitualmente se denomina rechazo) con la resistencia del terreno. Aunque la más conocida sea quizás la fórmula holandesa (por su facilidad de uso) yo os recomendaría el empleo de la fórmula de Hiley. En la ROM 0.5-05 se facilitan unos valores típicos de los parámetros.
Aunque teóricamente es un tema sencillo, a menudo en las obras se convierte en un asunto controvertido sobre cómo realizar el control de la hinca.
A continuación os dejo algunas recomendaciones para realizar de manera correcta el control del rechazo durante la hinca de un pilote.
- En la UNE-EN 12699 se indica que la tensión máxima e durante la hinca no debe superar 0,8 veces la resistencia característica del hormigón a compresión. la pregunta es, ¿cómo se obtiene dicha tensión? Teóricamente mediante el análisis de propagación de ondas. Esto no siempre es fácil de cuantificar.
- La altura de caída para comprobar el rechazo debe ser del orden de 1 m (como mínimo 50 cm). En ningún caso se deben adoptar valores tan bajos como 10-20 cm. Si se emplean alturas de caída tan bajas, la energía que aplicamos en el pilote no permite establecer la resistencia última del terreno.
- Se debe medir el número de golpes necesarios por lo menos para profundizar 20 cm el pilote. Es decir, no se debe hacer el control mediante un único golpeo. Es más, es recomendable que el control se realice en varios tramos de manera similar a la realizada en los ensayos de penetración dinámica. Por ejemplo, se propone contar los golpes para 3 tramos de 20 cm (es decir, los golpes necesarios para una penetración de 60 cm). De esta manera se evitará que el pilote quede apoyado en niveles cementados o compactos de reducido espesor.
- Es necesario comprobar que un error en la lectura de la penetración de 5 mm no conlleve una variación de la resistencia superior al 20%. Teniendo en cuenta que en obra es fácil tener un error de la lectura de la penetración de algún milímetro no puede ser que ese error pudiera llevar a una reducción significativa de la resitencia del terreno
