Manual Euroadoquin
Estudios Geotecnicos del Terreno
Actuaciones Previas a la Construccion
Ensayo de Suelos
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En el proyecto de ejecucion de una carretera, un edificio, o cualquier otra obra relacionada con la construccion, tiene gran importancia el conocimiento del terreno sobre el que vamos a cimentar. En primer lugar debemos identificar el tipo de suelo. Aunque un simple examen visual nos permita determinarlo con cierta aproximacion, se debe completar la descripcion con un examen granulometrico y una determinacion de los limites de Atterberg.
El suelo esta compuesto de particulas de dimensiones variables.
El analisis granulometrico nos permite estudiar el tamano de estas particulas y medir la importancia que tendran segun la fraccion de suelo que representen. Este tipo de analisis se realiza por tamizado, o por sedimentacion cuando el tamano de las particulas es muy pequeno (por debajo de los 0.08 mm, tamiz N 200 segun la serie A.S.T.M.), segun esto nos podemos encontrar con elementos gruesos, gravas, arenas, limos y arcillas tal y como se indica en la Figura 1. Si bien un analisis granulometrico es suficiente para gravas y arenas, cuando se trata de arcillas y limos, turbas y margas se debe completar el estudio con ensayos que definan la plasticidad del material.
Los limites de Atterberg
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Los limites de Atterberg definen los contenidos de agua caracteristicos para los que una arcilla determinada, triturada, alcanza diferentes estados de consistencia relativa (Figura 2) y se expresan de la siguiente manera:
- Limite liquido, L.L: es el contenido de agua de una pasta arcillosa por encima del cual pasa del estado plastico al estado liquido.
- Limite plastico, L.P.: es el contenido de agua de una pasta amasada por debajo del cual pasa del estado plastico al estado semisolido.
- Limite de retraccion, L.R.: representa el contenido de agua de una pasta amasada por debajo del cual pasa del estado semisolido al solido.Es poco utilizado. El contenido de agua se expresa como el contenido de agua natural de la muestra inalterada en % del peso seco (w (%)).
- Indice plastico, Ip: Es la diferencia entre los limites liquido y plastico. Ip = wl – wp Segun una primera aproximacion a los limites de Atterberg nos encontramos con la siguiente clasificacion (Tabla 1).
El Apisonador Proctor
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El apisonado Proctor es uno de ellos y consiste en apisonar el suelo en un molde, extendiendolo en dos capas o tongadas y compactando cada una con una maza metalica. Si el ensayo se realiza varias veces y se trasladan los resultados calculados de la densidad seca y la humedad a un grafico, se aprecia en la curva obtenida que al aumentar la humedad de moldeo de la muestra, el peso especifico seco aumenta hasta un maximo disminuyendo despues. El peso especifico y el contenido de humedad para el maximo de la curva se denominan respectivamente peso especifico seco maximo y humedad optima, para este tipo particular de compactacion y la energia correspondiente.
Cuando la energia de compactacion que se utiliza es mayor el ensayo se conoce como ensayo de apisonado Proctor Modificado. La relacion humedad-peso especifico para un suelo determinado depende del grado y tipo de compactacion como se aprecia en la Figura 4, cuanto mayor es la energia de compactacion (curva 1), mayor es el peso especifico y menor la humedad optima.
Tras numerosos ensayos con diferentes clases de materiales, se ha podido observar lo siguiente:
- Los suelos granulares no responden a las variaciones en la humedad y en la energia de compactacion en la forma que lo hacen los suelos de grano fin. En los suelos sin cohesion para humedades bajas se obtienen pesos especificos muy bajos, debido a que las fuerzas capilares se oponen a la reorganizacion de los granos de arena.
- Aumentando la energia de compactacion y con una humedad dada se consigue que las particulas que forman la estructura de un suelo se reorganicen de una forma mas ordenada y con una distribucion aproximadamente paralela.
- Los esfuerzos totales y las presiones intersticiales de un suelo pueden variar considerablemente por efecto de la compactacion.
- Segun pruebas realizadas por Lambe, el aumento de la energia de compactacion en un suelo de grano fino reduce la permeabilidad, al aumentar el peso especifico seco y disminuyendo asi los vacios disponibles para el flujo del agua.
- Cuando se ejecute un pavimento o estructura cualquiera se deberia tener en cuenta no solo el comportamiento del suelo compactado, sino el comportamiento del suelo bajo el pavimento terminado.
El Índice CBR
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Otro factor importante, indicativo de la respuesta que puede dar un determinado tipo de suelo ante la colocacion de un pavimento de Euroadoquines y que nos va a permitir disenarlo de acuerdo con los resultados que se obtengan, es el indice CBR.
El Indice CBR (California Bearing Ratio) se utiliza para evaluar la capacidad portante de los suelos de explanaciones aunque, tambien es aplicable a capas de base y subbases de firmes y se define como: el tanto por ciento de la presion ejercida por un piston sobre el suelo, para una penetracion determinada, con relacion a la presion correspondiente a la misma penetracion en una muestra tipo (NLT-111/87).
Por otro lado se puede llegar a relacionar modulos caracteristicos del suelo, que nos permiten conocer sus propiedades de una manera mas concreta, como el modulo elastico, E, o el modulo de deformacion del suelo, K (Figura 5), con el indice CBR. En la Figura 5 se puede observar el el valor del modulo K aumenta considerablemente cuando el valor del indice CBR es mayor de 20, es decir cuando la explanada tiende a ser poco deformable. De acuerdo con lo comentado se pueden relacionar el tipo de explanada, el indice CBR, el ensayo Proctor y los limites de Atterberg con los tipos de suelo, que segun el PG 3 (1975) se clasifican en: suelos inadecuados (SI), tolerables (ST), adecuados (SA) y seleccionados (SS), de la siguiente manera:
- E1 (5 <= CBR < 10): Explanada deformable
- E2 (10 <= CBR < 20): Explanada poco deformable
- E3 (20 < CBR): Explanada muy poco deformable
En la Figura 6 se observa que las explanadas consideradas para el calculo de secciones (E1, E2, E3), se relacionan con los suelos aceptables y seleccionados. Cuando el indice CBR correspondiente se encuentra por debajo del 5 se debe proceder un tratamiento de mejora del mismo. De acuerdo con los resultados de estos ensayos y como ya se ha indicado a lo largo de este Manual y en especial en el capitulo 5 y el capitulo 6, se obtienen unas determinadas caracteristicas que deben cumplir las explanadas, bases y subbases que conforman un pavimento de Euroadoquines para que su comportamiento bajo un trafico determinado, segun el proyecto a realizar, sea correcto.
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Enlaces Externos
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