OBRAS DE INFRAESTRUCTURA VIAL CAMINOS • •
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DEFINICIÓN. ALINEACIÓN, NIVELES, PERFILES TRANSVERSALES Y PERFILES LONGITUDINALES. CLASIFICACION DE LOS SUELOS. CLASIFICACION DE LAS EXCAVACIONES. MATERIAL PARA RELLENO. EJECUCIÓN DE LOS RELLENOS. COMPACTACIÓN. ESPONJAMIENTO. EXCAVACIÓN EN OBRAS COMPLEMENTARIAS. PARTIDAS DE OBRAS VIALES.
DEFINICIÓN
Las cotas de proyecto de rasante y subrasante de las obras viales de construcción establecen la necesidad de modificar el perfil natural del suelo, siendo necesario en algunos casos rebajar dichas cotas, y en otros casos elevarlas.
En el primer caso corresponde ejecutar un trabajo de " corte o excavación", y en el segundo, un trabajo de "relleno o de terraplén". En ambos casos debe efectuarse lo que constituye propiamente un "movimiento de tierras”.
ALINEACIÓN, NIVELES, PERFILES PERFILES LONGITUDINALES
TRANSVERSALES
Y
Aspectos generales En todo proyecto de pavimentación se consultan planos de perfiles longitudinales y transversales, relacionados con la línea de la calzada. Estos planos deben servir como guía para establecer las cotas que definirán la alineación y las alturas de excavación o de relleno. Una vez definido el trazado en planta de una obra vial , es necesario conocer la conformación del terreno circundante para definir la posición final de la rasante, y las características de las secciones transversales que resultarán al imponer la plataforma de proyecto.
Los diversos tipos de perfiles que se levantan, tienen por objeto representar con fidelidad la forma y las dimensiones que el terreno presenta según los planos principales. Estos definen tridimensionalmente la obra en proyecto, a una escala que permita cubicar sus diversos componentes.
Se llama perfil longitudinal del terreno a la intersección de éste con una superficie de generatrices verticales que contiene el eje del proyecto.
Perfiles longitudinales del terreno
Se define como perfil transversal de un camino o carretera a la intersección del camino con un plano vertical que es normal, en el punto de interés, a la superficie vertical que contiene el eje del proyecto. El perfil transversal tiene por objeto presentar en un corte por un plano transversal, la posición que tendrá la obra proyectada respecto del proyecto, y a partir de esta información, determinar las distintas cantidades de obra, ya sea en forma gráfica o analítica.
Perfil transversal del terreno
Para resolver algunos aspectos de un estudio de camino, puede ser necesario tomar perfiles especiales. Los más corrientes son según ejes que corten el eje longitudinal bajo un cierto ángulo, en otros casos pueden ser perfiles de estudios especiales o complementarios en lugares que se ven comprometidos por la obra. Los perfiles especiales que corten al eje longitudinal se pueden definir por el kilometraje de la intersección más el ángulo de corte, a otros se les definirá por números o letras y se les ubicará en la planta.
Perfiles especiales
Especificaciones.
Antes de comenzar cualquier operación relacionada con movimiento de tierras se deberá estacar a distancias no superiores a 20 m entre sí , el pie de los terraplenes y los bordes superiores de los cortes.
Las excavaciones deberán alcanzar con precisión las trazas que muestren los planos, debiéndose respetar estrictamente las alineaciones, niveles, taludes y secciones transversales.
Las excavaciones de cortes incluyen en algunos casos, además la demolición de revestimientos asfálticos existentes, de pavimentos de hormigón incluso, bases y sub-bases cuando corresponda.
CLASIFICACION DE LOS SUELOS
De acuerdo a la mecánica de suelos, se han establecido sistemas de clasificaciones de los suelos: - Método AASHTO (para clasificar carreteras y caminos). - Método USCS (para clasificación general en la construcción).
En estos sistemas de clasificación se consideran en general: 1) La granulometría (Ensaye de análisis granulométrico), para distinguir suelos de tipo granulares (gruesos) y limososarcillosos (finos), dentro de los cuales existen subdivisiones que están relacionadas con el tamaño de las partículas del suelo. 2) Los Límites de Consistencia (Ensayes de Atterberg), para determinar el limite liquido (W L ó LL), Índice de Plasticidad (IP) e Índice de Grupo (IG) .
Tabla de clasificación de suelos AASHTO (suelos granulares para autopistas)
Tabla de clasificación de suelos USCS (suelos granulares en general)
Esta clasificación reviste importancia en el movimiento de tierra, ya que una vez efectuada, la capa superior del suelo ya rectificada de acuerdo al nivel de proyecto de la subrasante, debe tener una capacidad mínima aceptable para soportar las cargas trasmitidas desde la superficie del pavimento. Considerando la clasificación AASHTO, se acepta que cumplen esta condición los suelos clasificados como A-1, A-2, A-3 , y además los, que explícitamente recomiende el laboratorio oficial (Laboratorio de Vialidad Nacional - LNV Chile).
Especificaciones
Se clasifica como "roca" el material constitutivo de aquellas excavaciones que deban efectuarse en formaciones geológicas firmemente cementadas, mediante el uso imprescindible, sistemático y permanente de explosivos. Los materiales que no cumplan con esta condición, se clasifican como terreno de cualquier naturaleza (TCN).
Terreno con rocas
Terreno de cualquier naturaleza (TCN). No rocoso.
CLASIFICACIÓN DE LAS EXCAVACIONES
Para los efectos de determinar el costo de ejecutar una excavación se establece otra clasificación, basada en la mayor o menor dureza del terreno, y que debe ser usada para la cubicación de los movimientos de tierra , pues de esta clasificación dependerán los medios necesarios para realizar la excavación las que varían con la naturaleza del terreno, que desde este punto de vista, se pueden clasificar en: 1) Excavación en terreno blando. Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de la pala de mano. El material del suelo puede ser de tipo arenoso, arcilloso o limoso , o una mezcla de estos materiales; también puede contener materiales de origen orgánico.
2) Excavación en terreno semiduro. Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de picota. El material puede ser en tal caso una mezcla de grava, arena y arcilla, moderadamente consolidada, o bien una arcilla fuertemente consolidada.
3) Excavación en terreno duro. Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de un chuzo. El material puede ser una mezcla de grava, arena y arcilla, fuertemente consolidada.
4) Excavación en terreno muy duro. Puede ser ejecutada valiéndose necesariamente del uso de maquinaria especializada. El tipo de material puede ser una roca semi descompuesta.
5) Excavación en roca. La que precisa para su ejecución del uso de explosivos. El material puede estar constituido por un manto de roca, o por piedras de gran tamaño, que no pueden ser removidas mediante el uso de maquinaria.
MATERIAL PARA RELLENOS
El material que se emplee en los rellenos, debe ser el apropiado según la clasificación de suelo y ensayos de laboratorio . Material que deberá ser verificado preferentemente por el propio laboratorio, o en base a los métodos prácticos de reconocimiento de suelos. EJECUCIÓN DE LOS RELLENOS
El relleno debe ejecutarse por capas horizontales de espesor suelto no mayor de 20 cm, en todo el ancho de la calzada o acera y en longitudes adecuadas, de acuerdo al método empleado en la distribución, mezcla y compactación . En caso de ser transportado y vaciado mediante camiones u otro equipo de volteo, el esparcido debe ser efectuado mediante tractores, motoniveladoras u otro equipo adecuado. Si el material no fuese uniforme, se debe proceder además a mezclarlo hasta obtener la debida uniformidad. Al mismo tiempo, deberá controlarse el tamaño máximo de los elementos que integren dicho material, eliminando todo aquel que supere este tamaño.
Relleno efectuado con Cargador Frontal
Esparcido del material realizado con Tractor a orugas
Esparcido del material realizado con Motoniveladora
COMPACTACIÓN
La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar espacios vacíos , aumentando así su densidad y en consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades. Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería del suelo. Luego de la ejecución de los rellenos con todos los procedimientos propios del mismo, se debe proceder a la compactación de éste. Para esta operación, deberá controlarse previamente el contenido de humedad, que debe corresponder a la humedad óptima que determine el laboratorio (determinado por el Ensaye Proctor) . El material deberá ser compactado con el grado de densidad compactada máxima seca y húmeda (DCMS o DCMH) que fije el laboratorio, de acuerdo al Ensaye Proctor modificado y para cumplir con ello se deben considerar los siguientes factores: - Espesor de la capa de material suelto que se compacta. - Presión ejercida por el rodillo o pisón sobre el terreno. - Número de pasadas del rodillo o golpes de pisón, necesarios para obtener el grado de compactación establecido. - Humedad en el momento de la operación. Maquinaria para compactación del terreno Rodillo pata de cabra. Consta de los siguientes elementos: un tambor al cual van soldadas una serie de patas; un marco que lleva los descansos del tambor; y una barra de tiro para acoplar el rodillo al tractor de remolque.
Este tipo de rodillo se usa cuando se requiere una alta presión aplicada al material de relleno, entre 9 y 20 Kg/cm 2, que puede aumentar considerablemente si el tambor se rellena con agua y arena.
Rodillo vibratorio. En este caso al rodillo, formado por un tambor de acero, se le ha agregado vibración, haciendo girar un contrapeso colocado excéntricamente en el eje de giro , con frecuencias de 1.000 a 4.000 revoluciones por minuto.
Rodillo con ruedas neumáticas. Consiste en un cajón metálico apoyado sobre ruedas neumáticas. Este cajón, al ser llenado con agua, arena seca o arena mojada, ejerce una mayor presión de compactación, con valores que pueden variar entre 3 y 8 Kg/cm2.
Placa compactadora. Esta, corresponde a una placa apisonadora que golpea y se separa del suelo a alta velocidad logrando con ello la densificación del suelo.
La compactación debe efectuarse comenzando en los bordes y avanzando hacia la línea central en pasadas paralelas traslapadas en, por lo menos, una mitad del ancho de la unidad compactadora. Se requiere un número de pasadas suficiente para obtener el grado de compactación exigido. ESPONJAMIENTO
Todos los terrenos al ser excavados sufren un aumento de volumen. Este aumento de volumen, expresado en porcentaje del volumen en sitio, se llama esponjamiento . Si el material se emplea como relleno, puede en general, recuperar su volumen e incluso puede reducirse (Volumen compactado).
Para la cubicación del material de la excavación , se considera su volumen antes de ser excavado (en banco); en ningún caso el volumen transportado, que es mayor debido al esponjamiento .
EXCAVACIÓN EN OBRAS COMPLEMENTARIAS.
La excavación que se ejecute en la construcción de obras complementarias, tales como soleras, cámaras, sumideros, tuberías, etc., se cubicará separadamente, y se agregará al volumen total de excavación.
Soleras
Sumideros
FORMA DE PRESENTACIÓN DE LAS “PARTIDAS” EN EL PRESUPUESTO DE LA OBRA VIAL
En las Bases Técnicas Especiales de la obra vial , se indicará la forma de presentación de las partidas que comprende el movimiento de tierras de la obra contratada , de acuerdo a los siguientes criterios: - Volumen de excavaciones, de acuerdo a su clasificación. - Volumen de material de excavación empleado como relleno en la misma obra (movimiento de tierra compensado). - Relleno de empréstito. En la presentación de las propuestas en base a precios unitarios, se cubicará separadamente cada una de estas partidas.
