Terraplenes y Compactación de Suelos

Definición de Terraplén

Un terraplén es un relleno de tierra u otro material que se utiliza para elevar el nivel del terreno, crear superficies planas o proporcionar soporte a estructuras.

Partes de un Terraplén

Cimiento

Es la parte del terraplén que se encuentra por debajo de la superficie original del terreno.

Núcleo

Es la parte del terraplén comprendida entre el cimiento y la coronación. También se le llama cuerpo del terraplén. El núcleo debe cumplir con las siguientes especificaciones:

• Límite líquido (LL) mayor a 50
• Índice de plasticidad (IP) mayor a 35% o 0.73(LL-20)
• Asiento de colapso (esfuerzo) inferior al 1%
• Densidad máxima del ensayo Proctor modificado superior a 1.75 kg/cm³
• CBR mayor a 5 y el hinchamiento será inferior al 1%.

Coronación

Es la parte superior del terraplén. Tiene características similares al núcleo y debe cumplir con:

• LL mayor a 40
• Tamaño máximo de partícula: 10 cm
• Cernido (UNE) inferior al 40% en peso
• El tamaño máximo no podrá superar los 2/3 de la capacidad de carga de la maquinaria de compactación.

Capas del Terraplén

Capa de Forma

Es la capa que se encuentra entre el sub-base y la coronación. Debe cumplir con:

• Estar exenta de material vegetal y orgánico
• Tamaño máximo de partícula: 10 cm (UNE)
• CBR superior a 10

Sub-base

Es la capa superior de la plataforma sobre la que se apoya la capa de forma. Se debe considerar:

• El contenido de materia orgánica, según la norma UNE 103-204, no debe superar el 0.2%.
• Coeficiente de uniformidad (Cu) superior a 14 e inferior a 28.
• Los áridos tendrán un desgaste inferior a 24, en un rango de 24-36.

Base

Es el material que se encuentra en la parte superior del terraplén, generalmente proveniente de una cantera y compuesto por áridos: grava (50%) y material retenido en el tamiz #5 (UNE).

Ensayo CBR

El ensayo CBR (California Bearing Ratio) se utiliza para medir la energía específica y la densidad relativa del material con respecto a la humedad que va a estar presente en su volumen de colocación.

Consolidación del Suelo

La consolidación es un proceso de reducción de volumen en suelos finos cohesivos (arcillas y limos plásticos) provocado por la acción de cargas sobre la masa del suelo. Este proceso ocurre a lo largo del tiempo y produce asientos, es decir, hundimientos verticales en las construcciones.

La consolidación es un proceso asintótico, lo que significa que es rápido al principio y se vuelve más lento con el tiempo. Se divide en dos etapas:

• Consolidación primaria: Es la etapa inicial y más rápida.
• Consolidación secundaria: Ocurre después de la consolidación primaria y se debe a otros procesos como la fluencia (agua unida mediante enlace químico).

Compactación del Suelo

La compactación es un procedimiento mediante el cual se aplica energía al suelo para eliminar espacios vacíos (disminuir la relación de vacíos) y aumentar su densidad. Esto mejora la capacidad de soporte y la estabilidad del suelo.

Objetivos de la Compactación

• Aumentar la capacidad de soporte del suelo.
• Reducir el asentamiento del suelo.
• Reducir la permeabilidad del suelo.
• Impedir el aumento de las heladas.

Conclusión

La construcción de terraplenes y la compactación de suelos son procesos fundamentales en la ingeniería civil. Es esencial comprender las diferentes partes de un terraplén, las propiedades de los materiales utilizados y los métodos de compactación para garantizar la estabilidad y el rendimiento a largo plazo de las estructuras construidas sobre ellos.