Inicio » Entradas etiquetadas como «compactación»
Archivos de la etiqueta: compactación
Apoyo de soleras sobre rellenos
En ocasiones la cimentación de una nave se debe realizar sobre un relleno compactado. En esos casos la cimentación de los pilares se suele hacer con cimentación profunda para evitar los asientos diferidos. la pregunta es, ¿cómo se apoya la solera?
Si la solera apoyara directamente sobre el relleno con suelo tolerable podría parecer un problema de asientos diferenciales. Estos asientos serán consecuencia principalmente de las deformaciones diferidas que experimenta cualquier relleno compactado. Dado que dichas deformaciones tienen un carácter reológico (afectadas en gran medida por la variación del grado de saturación, reajustes de partículas, etc.), es muy difícil cuantificar su posible magnitud. Suelen estimarse con criterios empíricos: un material tipo suelo tolerable adecuadamente compactado (≥ 95% PM) puede asentar el 1% de su espesor.
Si el asiento diferencial estimado no fuera asumible habría diferentes alternativas:
- Disponer una solera resistente a flexión.
Dependiendo de la luz entre zapatas de pilares y la sobrecarga actuante sobre la solera, podría resultar una losa/forjado de gran canto y/o armadura. Para reducir la luz de flexión, se podrían disponer apoyos/cimentaciones intermedios (pilotes).
- Utilizar un material tipo suelo con adición de conglomerante (del orden del 2-3% de cemento o cal)
En este caso el asiento postconstructivo será prácticamente nulo.
Para su puesta en obra una práctica frecuente es ejecutar una tongada y, dentro de un plazo de “maduración” (unas 4 horas) extender y compactar la siguiente encima. A continuación, dejar pasar un par de días y volver a proceder del mismo modo.
- Realizar el relleno con un material de mejor calidad.
Si se empleara un material de buena calidad adecuadamente compactado los posibles asientos postconstructivos probablemente serían inferiores al 0,2%.
A continuación se indican las características que debería cumplir este material de calidad:
- Es preferible material de cantera: los fragmentos gruesos tendrán un mayor rozamiento entre sí y la deformabilidad será menor.
- Debe ser un material duro y poco degradable (no evolutivo). Como ensayo rápido de caracterización se podría utilizar el de Los Ángeles: DLA < 40% .
- Colocación por tongadas de pequeño espesor: 25-30 cm después de compactar.
- Limitación del tamaño de la piedra: no superior a 8-10 cm.
- Granulometría lo más continua posible (para evitar posible emigración de finos): conviene que las curvas granulométricas se aproximen a las establecidas en el PG-3 para zahorras artificiales (ZA).
- Extendido con equipo de cadenas (para triturar los bolos más fáciles de fragmentar).
- Cuidar la ejecución para evitar la segregación.
- Buena compactación: posiblemente con un mínimo de 4 pasadas dobles de un rodillo pesado. Abundante riego.
- Control de compactación periódico la verificación de la huella del rodillo (p.ej.: inferior al 1% del espesor de tongada, unos 3 mm, con una pasada doble adicional).
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.
About JESUS GONZALEZ GALINDO
Relleno estructural
Antes de comenzar a colocar el relleno estructural será necesario retirar la posible capa de tierra vegetal así como la zona de alteración (un mínimo de 50 cm debe ser siempre retirado).
Para incrementar la eficacia de la compactación será necesario limitar el espesor de tongada una vez compactada. No debería superar los 25 cm. Para ello, evidentemente, se deberá limitar el tamaño máximo de las partículas. El criterio podría ser evitar colocar tamaños superiores a los 8 cm.
La compactación exigida a cada tongada sería tal que la densidad fuera del orden del 97-98% la máxima en el Proctor Modificado (PM). Para realizar el control se debería realizar ensayos Proctor. Además del Proctor se debería conocer su granulometría. Para que el control sea adecuado, es importante comprobar que el Proctor tomado como referencia coincide con el tipo de material que se está empleando en obra. Para ello se podría realizar un ensayo granulométrico diario del material colocado. En muchas ocasiones se considera que el material no está bien compactado cuando en realidad el problema es que el valor de referencia es erróneo.
Además, de establecer como procedimiento de control la densidad, sería bueno establecer un procedimiento de compactación (tipo de compactador, numero de pasadas…) ya que es más sencillo de aplicar en obra.
Para mejorar el comportamiento futuro del relleno sería bueno colocar el material ligeramente del lado húmedo (entre la humedad óptima y la humedad óptima+2%). Este pequeño exceso de humedad facilitaría la puesta en obra (se evitaría arrollarlo durante el paso del rodillo) y reduciría los asientos diferidos. Al tratarse de un material granular este exceso de presión no se convertiría en un exceso de presiones en el material.
Para reducir los asientos postconstructivos se podría colocar una pequeña precarga sobre el relleno (por ejemplo de 1 m de altura). También se podría proceder a regar el relleno una vez construido para disminuir los posibles asientos por humectación futuros. En todo caso, siempre sería bueno que se dejará transcurrir el máximo tiempo posible entre la finalización del relleno y la colocación de la estructura.
Si en algún caso la estructura estuviera próxima al borde del relleno sería recomendable realizar el mismo con un sobreancho de al menos 1 m para así asegurar una adecuada compactación del material. Este sobreancho, evidentemente, debería ser posteriormente retirado.
En todo caso, siempre que se pueda se debería realizar un relleno de prueba para confirmar que los criterios adoptados son correctos.
About JESUS GONZALEZ GALINDO
Rellenos para apoyo de losas
En ocasiones para mejorar la cimentación de una losa es necesario realizar una sustitución del terreno para mejorar las propiedades del cimiento y para homogeneizar el mismo. Por ejemplo, el apoyo de una losa. A continuación se indican algunas recomendaciones sobre cómo realizar esta sustitución.
En caso de existir un nivel freático, se recomienda que el saneo no profundice por debajo del mismo ya que sería complicado posteriormente poder compactar adecuadamente el terreno bajo el agua.
Una vez efectuado el saneo previsto, se debería asegurar que el fondo presenta una compacidad adecuada para poder compactar bien el terreno superior. Para ello se puede colocar una primera capa de rechazo de cantera (tamaños máximos de 20-25 cm y sin finos (sin tamaños inferiores a 20 mm). De esta manera se densificaría el fondo y se aumentaría su compacidad.
Si no se dispusiera de este material al menos se debería recompactar el fondo de la excavación de saneo (un mínimo de 4 pasadas dobles con un rodillo pesado (>10 t). Además, sería conveniente que la primera tongada tuviera un espesor menor.
El material de relleno será colocado y compactado en sucesivas tongadas de no más de 30 cm de altura hasta alcanzar la cota final prevista. Se optimizará el contenido de humedad y se alcanzarán densidades secas iguales o superiores al 97% de la correspondiente al ensayo Proctor Modificado
¿Qué material se emplea para el relleno?
El material debería cumplir las especificaciones de suelo seleccionado (tamaño máximo de 80 mm y un porcentaje de finos inferior al 25%). Si el porcentaje de finos fuera menor (del orden del 15%) se facilitaría la labor de compactación. No interesaría porcentajes de finos inferiores al 5% ya que al tener poca “cohesión” el material podría presentar dificultades de compactación.
