Tipos de relleno en ingeniería civil: terraplén, pedraplén, todo uno y escollera

CAPÍTULO 8: RELLENOS. TIPOS Y MATERIALES. PROPIEDADES

1. Tipos de Relleno

Se distinguen varios tipos de materiales utilizados para rellenos, clasificados según su composición y uso:

• Terraplén:
  • Material con predominio de finos.
  • Poros gruesos presentes.
• Pedraplén:
  • Material con predominio de elementos gruesos.
  • Pocos finos.
  • Presenta granulometría continua.
• Todo Uno:
  • Material intermedio entre terraplén y pedraplén.
  • Su comportamiento está gobernado por los finos.
  • Generalmente provienen de desmontes.
• Escollera:
  • Compuesto por bloques de tamaño considerable y tamaño uniforme.
  • Usos:
    • Puertos (bloques grandes).
    • Carreteras (bloques más pequeños).

2. Características de Conjunto para Rellenos (Pedraplén, Terraplén y Escollera)

Para que un relleno sea adecuado, debe cumplir con ciertas características fundamentales:

• No Alterabilidad: La evolutividad de sus componentes debe ser compatible con sus usos previstos.
• Estabilidad frente al Deslizamiento: Depende fundamentalmente del ángulo de rozamiento interno ($\phi$).
  • Objetivo de la Estabilidad: Se busca que el ángulo de rozamiento sea lo más alto posible para:
    • Ahorro de material.
    • Ahorro en expropiaciones.
  • Factores del Terreno que Influyen en $\phi$:
    • Granulometría.
    • Superficie de los granos (ejemplo: mayor rugosidad implica mayor ángulo de rozamiento $\phi$).
    • Compacidad del terreno.
    • Presión de confinamiento.
  • Valores Típicos del Ángulo de Rozamiento ($\phi$):
    • Escollera: $45^{\circ} - 50^{\circ}$
    • Pedraplén: $40^{\circ} - 45^{\circ}$
    • Todo Uno: $30^{\circ} - 40^{\circ}$
  • Coeficiente de Seguridad ($F$):
    • En carreteras: Se considera $F = 1.2$, resultando en un $\phi$ de $34^{\circ}$ (aproximadamente).
    • En presas: Se requiere $F \gg 1.2$.
  • Determinación Experimental de $\phi$:
    • En laboratorio:
      • Ensayo de corte directo.
      • Ensayo triaxial (permite determinar $\phi$ y el Módulo de Deformación $E$).
• Baja Compresibilidad: Se requiere un bajo módulo de deformación ($E$) o módulo de compresibilidad.
  • Asientos Diferidos: Deben ser menores al 1% de la Altura total ($H$ total) del relleno ($E$).
  • Factores que Influyen en la Compresibilidad ($P$):
    • Granulometría:
      • Escollera: $1500 < E < 3000$ MPa
      • Pedraplén: $1000 < E < 2000$ MPa
      • Todo Uno: $E < 1000$ MPa
    • Método de Ensayo (Corte directo, Triaxial).
    • Módulo $E$ (Ensayo edométrico, Triaxial).