1.1. TIPOS DE SUELO
–
Suelos rocosos
–
Suelos granulares (sin cohesión)
–
Suelos cohesivos
–
Suelos orgánicos
–
Rellenos
1.2. CLASIFICACIÓN DE SUELOS
1.2.1. CLASIFICACIÓN GENERAL DE CASAGRANDE MODIFICADA
A) Suelos de grano grueso (G y S) b) Suelos de grano fino (M y C) c) Suelos orgánicos (O, Pt)
1.2.2. CLASIFICACIÓN ESPAÑOLA DEL PG-3
Los cuatro grupos de suelos establecidos por el pliego son:
seleccionados, adecuados, tolerables e inadecuados.
2. EXPLANACIONES
2.1. TERRAPLÉN
Los terraplenes son grandes acumulaciones de tierra adecuadamente tratadas y compactadas para asegurar su estabilidad y servir de soporte a la vía. Se construyen en zonas de cota inferior a la prevista en proyecto mediante aportes de tierras, pudiendo aprovecharse las extraídas en zonas de desmonte (siempre que sean aptas) o emplear tierras de préstamo traídas de zonas cercanas.
El PG-3 español distingue diversas zonas dentro de un terraplén, que son en orden decreciente de profundidad: cimiento, núcleo y coronación.
El suelo siempre debe cumplir dos condiciones esenciales para su utilización:
– Asegurar la estabilidad de la obra de tierra
– Permitir su puesta en obra en las debidas condiciones
En terrenos con problemas de deslizamiento de agua o fangosos sobre la superficie primitiva, se emplea el vertido de piedras en las primeras capas para facilitar el drenaje, obteniéndose entonces un pedraplén.
2.1.1. ZONAS DE UN TERRAPLÉN
El cimiento es la parte del terraplén situada por debajo de la superficie original del terreno.
– En terraplenes sobre laderas.
– En terraplenes de gran altura.
El núcleo conforma la parte central del terraplén, acaparando la mayor parte de su volumen y siendo el responsable directo de su geometría.
La coronación es la capa de terminación del terraplén, en la que se asentara el firme.
2.1.2. CONSTRUCCIÓN DE TERRAPLENES
Operaciones previas
–
Desbroce del terreno
–
Eliminación de la capa de tierra vegetal
–
Escarificado
Ejecución del terraplén
–
Extendido:
primeramente, se procederá al extendido del suelo en tongadas.
–
Humectación o desecación:
una vez ha sido extendida la tongada de terreno, se procede a acondicionar la humedad del suelo. Asegura una óptima compactación del material y evita que las variaciones de humedad.
–
Compactación:
el objetivo de este proceso es aumentar la estabilidad y resistencia mecánica del terraplén
2.1.3. CONTROL DE CALIDAD
Control de procedimiento:
Consiste en establecer la forma en que deberá efectuarse la ejecución del terraplén fijando, según las características del suelo disponible y el tipo de maquinaria a emplear, el espesor de la tongada o el número de pasadas.
Control del producto terminado:
Este sistema de control fija las características que debe cumplir el material una vez colocado en obra.
–
Control de la densidad:
define directamente su grado de compactación. a) Método de la arena (NLT-109) b) Método radioactivo.
–
Medición de la capacidad portante:
para ver si va a ser capaz de absorber y distribuir las tensiones transmitidas por el tráfico a través del firme. a) Ensayo CBR. b) Placa de carga. c) Ensayo de la huella. d) Compactimetros.
2.2. DESMONTE
El desmonte es la operación que consiste en rebajar el terreno (extracción de tierras o rocas), hasta llegar al nivel de la rasante de explanación prevista en la documentación técnica, tres casos:
– Desmonte pleno
: es el que se realiza en toda la superficie que ocupa la obra.
– Desmonte a media ladera
: cuando se hace en una superficie parcial, de la total que ocupara la obra.
– Desmonte en trinchera
: es el caso de un profundo rebaje o desmonte de una montaña o terreno, para dar paso a una carretera, canal, etc.
2.2.1. ESTABILIDAD DE TALUDES
Los métodos clásicos de estabilización de laderas son: a) Armado del terreno. b) Muros y revestimientos. c) Sistemas de drenaje.
2.2.2. TALUDES EN ROCA
Dispositivos de protección y seguridad
Destacamos las siguientes: a) Bermas y cunetones. b) Muros de contención. c) Mallas de triple torsión. d) Barreras dinámicas.
2.2.3. CONSTRUCCIÓN DE DESMONTES
Inclinación del talud
Son habituales en obras de carreteras taludes de 1:1 para suelos granulares, 3:2 para los intermedios y 2:1 o incluso más para suelos arcillosos, limosos o con características especiales.
Métodos de excavación
En el caso de terrenos duros y macizos rocosos, suele ser necesario el uso de explosivos, aunque en ciertos casos puede emplearse el rippero escarificador para fracturar el terreno y posteriormente recoger los fragmentos con una pala cargadora.
Si la profundidad es excesiva, es preciso retirar las tierras extraídas por etapas sucesivas, acumulándolas en plataformas con una diferencia de cota no superior a 1,80 m.
2.4.2. MÉTODO DE LAS CUBICACIONES EN ELEMENTOS LINEALES
Este método es utilizado principalmente en cubicaciones de elementos lineales como acequias, canales, carreteras, etc. Consiste en ir calculando el balance de tierras entre cada par de perfiles transversales, trazados a una distancia determinada (generalmente 20 m.) sobre el correspondiente perfil longitudinal. En todos estos cálculos intervienen los siguientes elementos:
A) Plano topográfico
: en este plano se proyecta el trazado de la obra de acuerdo con la función a cumplir y características del terreno.
B) Plano del perfil longitudinal
: en el se fijan las irregularidades del terreno, las cuales se deforman para su mejor estudio, empleando una escala horizontal diez veces menor que la escala vertical. En este plano se marca la rasante del proyecto a realizar, para estudiar la posible compensación de volúmenes del terraplén y desmonte.
C) Plano de perfiles transversales
: a todo lo largo del proyecto es necesario realizar un conjunto de perfiles transversales perpendiculares al eje de la obra, en todas aquellas zonas en donde existen cambios de terreno o de explanación…
En el trazado de este tipo de perfiles suelen presentarse cinco casos particulares:
– CASO I:
cuando los dos perfiles son en desmonte o los dos en terraplén.
– CASO II:
cuando un perfil es en desmonte y el otro en terraplén.
– CASO III:
cuando un perfil es solo en desmonte o terraplén y el otro en desmonte y terraplén (a media ladera).
– CASO IV:
cuando los dos perfiles están a media ladera y la recta que une sus intersecciones de explanada (rasante) y terreno natural respectivamente, es paralela a la directriz del elemento a construir.
– CASO V:
cuando los dos perfiles están a media ladera y la recta que une sus intersecciones de explanada (rasante) y terreno natural respectivamente, no es paralela a la directriz del elemento a construir.
2.5. ESPONJAMIENTO Y COMPACTACIÓN
Al realizar un desmonte provocamos que las partículas pierdan esa cohesión, existiendo un mayor porcentaje de huecos entre las mismas ocupado por aire y agua, de forma que la tierra extraída en una excavación ocupa un volumen superior al que ocupaba en el terreno antes de ser excavada, dependiendo todos estos factores de la naturaleza del terreno. Esto es lo que conocemos con el nombre de ESPONJAMIENTO de las tierras. Las tierras esponjadas al compactarlas (por apisonado y aporte de humedad) disminuyen de volumen, denominándose a este proceso COMPACTACION (esponjamiento negativo).
3. TALUDES:
Se denomina talud al corte generalmente plano que separa dos partes del terreno a distinto nivel, la cresta (superior) y el fondo (inferior). Este plano forma un ángulo β con la horizontal (≤90o) que le hace permanecer en equilibrio estable y puede encontrarse limitando un desmonte o un terraplén. Dependiendo de la naturaleza y grado de consistencia entre sus partículas, todo terreno abandonado a la acción de los agentes atmosféricos, tiende a presentar con el tiempo una inclinación natural que conocemos con el nombre de TALUD NATURAL DE UN TERRENO. Por regla general se admiten para tierras en terraplén taludes con proporciones de 3:2 (3 de base por 2 de altura), y para desmontes 1:1. La pendiente de un talud viene determinada por el tipo de terreno y su altura, pudiendo diferenciarse entre:
– Talud provisional o de corta duración
– Talud definitivo o de larga duración