TEMA 5 OBRAS DE TIERRA Y EXPLANACIONES 5.1. INTRODUCCIÓN Movimiento de tierras: conjunto de actuaciones a realizar en un terreno para la ejecución de
una obra, bien sea de forma manual o mecánica. Es una parte importante del presupuesto de la obra. Mueve mucha maquinaria. Tiene complicaciones en cuanto a: o
Orografía.
o
Climatología: sobre todo el agua.
o
Utilización de explosivos,
o
Etc.
5.1.1. Fases de un movimiento de tierras 1) Estudio Geotécnico. Análisis del terreno en el que se va a construir. Se conocerán las siguientes características: o
Tipo de terreno: roca, terrenos con o sin cohesión, etc.
o
Capacidad portante: capacidad del terreno para soportar cargas aplicadas sobre él.
o
Tensión admisible: tensión máxima permitida.
o
Asientos: deformación vertical y hacia debajo de un suelo.
o
Ángulo de talud natural: pendiente máxima de una porción de terreno hasta donde es posible su estabilidad sin que se produzcan deslizamientos.
o
Existencia de nivel freático: el lugar al que se encuentra el agua subterránea.
2) Trabajos preliminares. Desbroce: Consiste en extraer y retirar de las zonas designadas todos los árboles, tocones, plantas,
maleza, broza, maderas caídas, escombros, basura o cualquier otro material indeseable según el Proyecto o a juicio del Director de las Obras. Su ejecución incluye las operaciones siguientes: o
Remoción de los materiales objeto de desbroce.
o
Retirado y extendido de los mismos en su emplazamiento definitivo.
La tierra vegetal deberá ser siempre retirada y dispuesta en su emplazamiento definitivo en 1
el menor intervalo de tiempo posible. Todas las oquedades causadas por la extracción de tocones y raíces se rellenarán con
material análogo al suelo que ha quedado al descubierto al hacer el desbroce, y se compactarán hasta que la superficie se ajuste a la del d el terreno existente. Los árboles susceptibles de aprovechamiento serán podados y limpiados, luego se cortarán
en trozos adecuados y, finalmente, se almacenarán cuidadosamente. Los trabajos se realizarán de forma que no se produzcan molestias a los ocupantes de las
zonas próximas a la obra.
Demolición: Consiste en el derribo de todas las construcciones o elementos constructivos, tales como
aceras, firmes, edificios, fábricas de hormigón u otros, que sea necesario eliminar para la adecuada ejecución de la obra. Incluye las siguientes operaciones: o
Trabajos de preparación y de protección.
o
Derribo, fragmentación o desmontaje de construcciones.
o
Retirada de los materiales.
Antes de iniciar la demolición se neutralizarán las acometidas de las instalaciones, de
acuerdo con las entidades administradoras o propietarias de las mismas. Se deberá prestar especial atención a conducciones eléctricas y de gas enterradas. En el caso particular de existir conducciones o servicios enterrados fuera de uso deberán ser
excavados y eliminados hasta una profundidad no inferior a 1,5 m bajo el terreno natural o nivel final de excavación, cubriendo una banda de al menos 1,5 m alrededor de la obra, salvo especificación en contra del Proyecto o del Director de las Obras. Los extremos abiertos de dichas conducciones deberán ser sellados debidamente. Los materiales de derribo que hayan de ser utilizados en la obra se limpiarán, acopiarán y
transportarán en la forma y a los lugares que señale el Director de las Obras. aceptado por el Director de las Obras. Los materiales no utilizables se llevarán al vertedero aceptado Escarificación y compactación: Consiste en la disgregación de la superficie del terreno picando la capa más superficial por
medios mecánicos, desmenuzándola, y su posterior compactación a efectos de 2
homogeneizar la superficie de apoyo. La escarificación se llevará a cabo en las zonas y con las
profundidades que estipulen el Proyecto o el Director de las Obras, no debiendo en ningún caso afectar esta operación a una profundidad menor de 15 cm, ni mayor de 30 cm.
3) Replanteo de la obra. Ubicación de rampas para acceso de maquinaria. Delimitar el área de actuación. Puntos de referencia para tomar datos topográficos.
4) Movimiento de tierras. Técnicas: Desmontes: movimiento de tierras que se encuentran por encima de la rasante de la obra. Terraplenes: movimiento del terreno que se encuentra
por debajo del plano de arranque de la obra y es necesario llevarlo al mismo nivel. Vaciado: se realizan cuando el plano de arranque de la
obra se encuentra por debajo de la cota final del terreno (sótanos). Explanación y nivelación del terreno: consiste en la ejecución de todas las obras de
explanación necesarias para: o
La correcta nivelación de las áreas destinadas a la construcción.
o
La excavación de préstamos cuando estos sean necesarios.
o
La evacuación de materiales inadecuados que se encuentran en las áreas sobre las cuales se van a construir.
o
La disposición final de los materiales excavados.
o
La conformación y compactación de las áreas donde se realizará la roca.
5.2. EXCAVACIONES EXCAVACIONES 5.2.1. Excavación de la explanación y préstamos. Consiste en el conjunto de operaciones para excavar y nivelar las zonas donde ha de
asentarse la carretera, incluyendo la plataforma, taludes y cunetas, así como las zonas de préstamos, previstos o autorizados, y el consiguiente transporte de los productos removidos 3
al depósito o lugar de empleo. En el Proyecto se indicará si la excavación ha de ser "clasificada" o "no clasificada".
clasificada, se considerarán los tipos siguientes: En el caso de excavación clasificada, 1) Excavación en roca: o
La correspondiente a todas las masas de roca, depósitos estratificados y aquellos materiales que presenten características de roca masiva o que se encuentren cementados tan sólidamente que hayan de ser excavados utilizando explosivos.
o
Se ejecutarán de forma que no se dañe, quebrante o desprenda la roca no excavada.
o
Se pondrá especial cuidado en evitar dañar los taludes del desmonte y la cimentación de la futura explanada de la carretera. carretera.
o
Se tendrá en consideración: consideración:
Factores externos tales como: edificaciones lindantes, tráfico, etc.; datos para saber cantidad y tipos de explosivos a utilizar.
Obtener los permisos requeridos con suficiente antelación. antelación.
La ejecución en roca depende su dureza: - Blanda: máquinas con martillos rompedores o con explosivos - Dura: sólo con explosivos.
2) Excavación en terreno de tránsito: o
La correspondiente a los materiales formados por rocas descompuestas, tierras muy compactas, y todos aquellos en que no siendo necesario, para su excavación, el empleo de explosivos sea precisa la utilización de escarificadores profundos y pesados (o martillos rompedores).
3) Excavación en tierra: o
La correspondiente a todos los materiales no incluidos en los apartados anteriores.
o
Cuando el terreno que se debe vaciar es poco estable, o existen edificaciones colindantes, el vaciado se realiza por bataches, mediante una excavación alterna por tramos de ancho de 2m aproximadamente, a la vez que se va ejecutando la cimentación.
o
Se tendrá en consideración: consideración:
Factores intrínsecos del terreno: - Asentamientos. - Niveles freáticos. 4
- Zonas plásticas.
Factores externos: - Climáticos. - Tendidos de cables aéreos o subterráneos. - Edificaciones vecinas. - Tráfico.
Forma de ejecutar las excavaciones, teniendo en cuenta: - Profundidad. - Sección.
Nos orientará hacia el tipo de maquinaria más adecuada.
- Altura. - Etc. o
Siempre que sea posible, los materiales que se obtengan de la excavación se utilizarán en la formación de rellenos y demás usos fijados en el Proyecto, y se transportarán directamente directamente a las zonas previstas en el mismo.
o
Los materiales excavados no aprovechables se transportarán a vertedero autorizado.
5.2.2. Excavación con explosivos. Es una operación peligrosa que debe ser confiada a personal capacitado para esta
especialidad. Es necesario establecer un plan de seguridad antes de comenzar con las detonaciones. El trabajo se realiza con unos taladros llamados barrenos, en la roca de mayo o menor
longitud, en función del frente a abrir. A continuación se limpia el barreno (hueco) cuidadosamente, se carga el cartucho, se
introduce en el barreno, se retaca (con gravilla o arena), se conectan los detonadores a la fuente de alimentación y se detonan. Después se debe comprobar que todos los barrenos hayan explotado y que no ha habido
alguno fallido. En desmontes: se ejecuta por bancos, no superando nunca los 15 m de altura. En terraplenados: se rellena con material hasta la marca de la cota. Este relleno se realiza
por tongadas que se van apisonando hasta lograr la compactación necesaria. Se utilizan tierras naturales y limpias que pueden ser obtenidas de la propia excavación o de préstamos que ya se definen en la etapa de proyecto, o se autorizan por el Director de Obra. 5
5.2.3. Excavación en zanjas y pozos Es el movimiento de tierras que se efectúa a través de medios mecánicos o manuales, para
llegar al terreno firme a fin de ofrecer el apoyo de las cimentaciones. cimentaciones. En su ejecución se realizan tareas de: o
Apertura
o
Refinado
o
Limpieza del fondo
o
Entibado (si es necesario)
o
Achique o agotamiento del terreno (si existe agua)
Se considera zanja a la excavación en el terreno con: o
Ancho o diámetro ≤ 2 m.
o
Profundidad ≤ 7 m.
En general, los pozos y zanjas son los que se realizan para la construcción de: o
Zapatas
o
Vigas riostras
o
Instalaciones de saneamiento.
El ancho de la zanja debe permitir realizar con comodidad los trabajos. En función de su
profundidad se recomiendan los siguientes anchos mínimos: Profundidad hasta 1,5 m hasta 2 m hasta 3 m hasta 4 m > que 4 m
Ancho mínimo 0.65 0.75 0.80 0.90 1.00
Finalizado el vaciado, se realizan el replanteo de la cimentación y de saneamientos e
instalaciones subterráneas de la construcción, dejando siempre puntos fijos externos como referencia, y se efectúa la excavación. Cuando se finaliza la excavación se procede al refino manual de los paramentos y a la
limpieza en el fondo. Deberá prestarse especial cuidado al efectuar zanjas y pozos en los bordes del vaciado para
cimentación de muros. Criterio de medición: la unidad de medición de la excavación es en m3, medido sobre el perfil
del terreno. 6
Entibaciones: Son elementos desmontables que garantizan la estabilidad de los muros o paramentos de la
excavación. Necesarias en terrenos poco cohesivos. Mientras se realizan, deben ser revisadas a diario antes de comenzar el trabajo. Las entibaciones se retiran, cuando ya no son necesarias, por franjas horizontales,
comenzando por la parte inferior del corte. Se deben tomar las precauciones pertinentes ya que son tareas peligrosas, tanto para el
entibado como para el desentibado. Si aparece agua en las zanjas se procederá a su eliminación. Clasificación: o
Ligera: no se dispone de tableros.
o
Semicuajada: cuando se reviste el 50% de la pared.
o
Cuajada: cuando se reviste el 100% de la pared.
Criterio de medición: m 2, o por Ud. en algún caso.
Acopios: Al realizar un movimiento de tierras, es importante tener en cuenta de qué manera ha de
extraerse y transportarse el material para acopio, en la misma obra o para enviarlo a vertedero. Si se realiza acopio en la misma obra a fin de utilizarlo en futuros rellenos, se elige una zona
que ha de ser delimitada y que no afecte a ninguna unidad de obra, ni interfiera en las tareas que se realizan en forma simultánea. Deberá preverse que el acopio se mueva de un lado a otro de la obra, por ello su ubicación
se planteará estimando la cercanía al sector de relleno y la cantidad que se necesitará. Para el acopio se establecen las mismas condiciones de seguridad y estabilidad que para
taludes, siguiendo igual criterio que para vaciados y desmontes.
Esponjamiento: Cuando se realiza la medición de tierras una vez excavadas, debe tenerse en cuenta el
esponjamiento que sufren las tierras, ya que puede existir una variación del: o
10 % en terrenos sueltos
o
25 % en terrenos muy duros 7
o
40 % en suelo rocoso
Se pueden realizar ensayos para determinar en cada caso el grado de esponjamiento.
siendo F, el factor de esponjamiento
5.3. EXCAVACIONES EN TIERRAS. DESMONTES. Trabajos que dan lugar: o
A la explanada bajo la rasante inicial del terreno
o
Del transporte a vertedero o al lugar de empleo de los productos resultantes de estas operaciones
o
De la nivelación de la plataforma
o
El perfilado de los taludes
Se excluye la utilización: o
De escarificadores profundos para excavación de terreno regable
o
De explosivos para:
Excavación en roca
Excavación en pozos y zanjas
En cimientos
5.3.1. Tareas previas Previo a los trabajos propiamente dichos se realizarán las siguientes tareas: o
Expropiaciones y servidumbres.
o
Despeje y desbroce.
o
Identificación y desvío de servicios afectados.
o
Planeamiento y ejecución de accesos, vertederos y zonas de acopio.
5.3.2. Replanteo Estaquillar la expropiación o zona destinada. Materialización de las estaciones de los ejes del proyecto cada 20 m. mediante estacas, con
indicación en cada estaca de la estación y cota a excavar. Obtener la documentación topográfica del terreno. Perfiles transversales. Materialización mediante estacas cada 20 m, de los arranques de talud, con indicación en
cada estaca de estación de la cota a excavar e inclinación de los taludes. 8
5.3.3. Proceso Constructivo Se procede a la ejecución ubicando las excavadoras en un plano más alto que el de los
camiones, alrededor de 2 ó 3 m. El trabajo se realiza arrancando el material y cargando en una sola maniobra con un giro de
90º o menor si es posible. Un camión debe esperar mientras carga otro, ya que el coste de la excavadora es del orden
de al menos 2 veces el de un camión. Al utilizar buldózer y pala cargadora, el buldózer
excava y empuja las tierras, dejándolas en montón. A continuación las palas atacan el montón, cargando los productos en camiones. Cuando se trabaja en zonas bastante planas u onduladas, se utilizan con buenos resultados
las traíllas remolcadas por tractores que arrancan, cargan y transportan el material. Para rendimientos mayores, se acude a las traíllas
autopropulsadas o mototraíllas que no sólo tienen una capacidad mucho mayor, sino que además admite terrenos más duros y logran un mejor grado de llenado. La excavación se realizará en uno o varios bancos de
2 m de profundidad aproximadamente, dependiendo dependiendo de la altura y estabilidad de los mismos y de la superficie de la planta. Los taludes se dejan con su perfil aproximado y si las características lo permiten, ya
terminado. De no ser así, se reperfilarán con motoniveladora. Si fuese necesario, deben ampliarse las trincheras;
esta tarea se realiza con una máquina que alcance todo el talud, lo cual no siempre es posible, porque obliga a la ejecución de bermas de una dimensión que de lugar al trabajo de las máquinas. La causa mas habitual para que esto suceda es una mala ejecución de la excavación y la desinformación topográfica en su momento. La excavación no debe llegar hasta la cota de rasante definitiva; los últimos 30 a 50 cm se 9
reperfilarán luego con motoniveladora, evitando su deterioro por descompresión y paso del tráfico pesado. Se debe mantener la zona en óptimas condiciones de drenaje. Para ello las plataformas de
trabajo tendrán pendientes del orden del 4%, evitando erosiones en los taludes, desviando y conduciendo las aguas que puedan incidir sobre los taludes y perfilando las cunetas. Durante toda la ejecución de las tareas, controlar la estabilidad de los taludes y la aparición
de grietas indeseables o materiales de calidad inferior a la esperada en orden a su tratamiento específico. Se irán determinando las características del material extraído para establecer su uso en otras
partes de la obra si fuese conveniente. La tierra vegetal, que no se haya extraído en el desbroce, se acopiará aparte para su
posterior uso, cuidando que en el transcurso del tiempo no se estropee por falta de aireación o drenaje. Antes de cargar el material para su inmediata utilización, medir la humedad u corregirla
llevándola a los niveles requeridos.
5.3.4. Aspectos a tener en cuenta Previo a la ejecución de los trabajos, obtener los permisos correspondientes al vertido de los
productos sobrantes a vertedero autorizado. Para realizar el replanteo con berma intermedia, indicando en la estaca superior la diferencia
de cotas entre ella y la berma, y una vez alcanzada, utilizar la estaca de borde como nueva estaca de cabeza de desmonte. Evitar arreglos que siempre son costosos. La comprobación de taludes debe hacerse lo antes
posible. Para ello, se comprobará cada 40 m que las irregularidades del terreno sean menores de 1/50 de la diferencia de cota entre cabeza de desmonte y pié de tal ud. Para los movimientos de tierra, el agua es un factor muy importante a considerar. Deberá
canalizar las aguas superficiales alejándolas de las explanaciones. Y, por el contrario, si pierde humectación, debe estar siempre atento para regar si así se requiere.
5.3.5. Criterios de Medición transversales obtenidos en la obra. Por m3, medidos sobre los planos de perfiles transversales Se indica en el precio la distancia de transporte. 10
Por m3 x Hm para distancias adicionales, con escalón de distancia 500 m.
5.3.6. Control de Calidad Se deberán seguir los siguientes controles: o
En el caso que en que se afecten servicios, deben ser desviados antes de comenzar con la excavación.
o
Realizar el replanteo de eje y taludes. Se hará mediante estacas ubicadas cada 20 m, en las que figurará la cota a bajar desde la cabeza de la misma.
o
Toma de los perfiles transversales. Se toman cada 20 m.
o
En la excavación se irán comprobando drenajes y taludes desde su inicio.
o
Comprobación geométrica de la explanada y comprobación mecánica a través de densidades “in situ”.
o
Controles a través de ensayos de acuerdo a la normativa en vigencia.
5.3.7. Medios Necesarios Materiales: o
No se utilizan materiales en esta actividad aunque sí se manejan, ya que la tierra es el objeto de esta actividad.
Mano de obra: o
Encargado
o
Maquinistas
o
Conductores
o
Peones
Maquinaria: o
Motoniveladora
o
Buldózer
o
Excavadoras con pala frontal o retroexcavadora retroexcavadora
o
Palas cargadoras
o
Camiones. Camiones Dumpers
o
Tractores
o
Traíllas
o
Mototraíllas
o
Motoniveladora 11
Otros medios: o
Aparatos topográficos
o
Señalización y balizamiento
o
Plantillas
o
Jalones
o
Cinta Métrica
o
Estacas
o
Iluminación
5.4. EJECUCIÓN DE TERRAPLENES 5.4.1. Introducción Consiste en la extensión y compactación, por tongadas, de materiales en zonas de tales
dimensiones que permitan de forma sistemática la utilización de maquinaria pesada con destino a crear una plataforma sobre la que se asiente el firme de una carretera. Su ejecución comprende las operaciones siguientes: o
Preparación de la superficie de asiento.
o
Extensión, desecación o humectación de las tongadas (cuantas veces sea preciso).
o
Compactación de cada tongada.
o
Refinado de los taludes y coronación.
En los rellenos tipo terraplén se distinguen las 4 zonas siguientes, cuya geometría se definirá
en el proyecto: o
Coronación: parte superior sobre la que se apoya el firme, con un espesor mínimo de 2 tongadas y siempre mayor de 50 cm.
o
Núcleo: parte comprendida entre el cimiento y la coronación.
o
Cimiento: Es la parte inferior del terraplén en contacto con la superficie de apoyo. Su espesor será como mínimo de 1 m.
o
Espaldón: parte exterior del relleno tipo terraplén que, ocasionalmente, constituirá o formará parte de los taludes del mismo. No se considerarán parte del espaldón los revestimientos sin misión estructural en el relleno, entre los que se consideran, plantaciones, cubierta de tierra vegetal, encachados, protecciones antierosión, etc.
12
Para obras de terraplenado en carreteras y puentes, deben considerarse los distintos tipos
de material de relleno según sus características y cumpliendo las condiciones básicas de: o
Estabilidad.
o
Deformaciones tolerables tolerables a corto y largo plazo.
o
Puesta en obra en condiciones aceptables aceptables
El Proyecto o Director de obra debe especificar el tipo de material a emplear de acuerdo a la
siguiente clasificación: o
Suelos Seleccionados
o
Suelos Adecuados
o
Suelos Tolerables
o
Suelos Marginales
o
Suelos Inadecuados
En general se emplearán suelos seleccionados en coronación de terraplenes y suelos
tolerables o adecuados en núcleo y cimientos, siendo preceptivo el aprovechar al máximo los productos procedentes de las excavaciones.
5.4.2. Proceso constructivo d e asiento. Despeje y Desbroce de la zona de Escarificado y compactado del terreno. Extracción de todo el material inadecuado hasta la profundidad que se indique en los planos. En el caso en que se apoye sobre firme existente, se efectuará la escarificación y com-
pactación debida. En las zonas donde se necesite realizar ensanche o recrecimiento de terraplenes antiguos,
deberán prepararse a efectos de lograr la unión con el nuevo. Durante los trabajos se realizarán inspecciones para comprobar la existencia de agua, y
achicarla si fuese necesario. Debe preverse el acceso de camiones. Se realizará un terraplén de ensayo en la zona de obras para definir el equipo, el espesor de
las tongadas y la cantidad de pasadas de rodillo para cada material. El terraplén se comienza por la cota más baja. Se realiza el vertido del material en montones calculando la distancia para que no se 13
mezclen, todo esto para que el extendido tenga el espesor de tongada necesario. Se va extendiendo en tongadas cuidando que el espesor se mantenga para darle la compactación en toda la profundidad. En caso de que los materiales no sean uniformes, se utilizará maquinaria adecuada para
lograr tongadas regulares y parejas. Verificar que la capa superior de cada tongada tenga la pendiente necesaria para la
evacuación del agua sin que se erosione. Se humedecerá la superficie agregando agua hasta que se tenga la densidad necesaria o
desecar la tongada, realizando el oreo del material por escarificado o mezcla con otro material más seco. Se procederá a realizar la compactación mecánica, pasando el rodillo cuantas veces sea
necesario hasta obtener una densidad superior a la obtenida en el ensayo Próctor normal. En la proximidad a obras de fábrica o en zonas reducidas, deberá compactarse con los
medios adecuados a cada caso, tratando que las densidades no sean menores que cuando se usan equipos pesados. En caso de que se utilicen rodillos vibrantes, deberá finalizarse la compactación con las
últimas pasadas sin vibrar, para dejar la superficie regularizada y sellada. La capa superior denominada coronación debe tener igual tratamiento que el resto del
terraplén. La terminación se efectúa con el perfilado de la superficie y de los taludes.
5.4.3. Replanteo Los trabajos de replanteo se realizan periódicamente a medida que sube el terraplén. Después del compactado, se efectúa la toma de los perfiles de fondo. Se hace el replanteo tomando los puntos de eje a una distancia no menor a 20 m con su
correspondiente identificación. Se realiza el replanteo con estaquillado de los pies del terraplén con estaca de pie y otra
más, desplazada de seguridad.
5.4.4. Aspectos a Tener en Cuenta Cuando se realiza el estaquillado de pie de cada tongada, debe realizarse el extendido
cubriéndola para tener un borde bien compactado. 14
En zonas de poca capacidad portante, comenzar el vertido de capas con el espesor suficiente
para poder soportar las cargas de los equipos. Los rodillos vibratorios se usan con material granular y los de impacto en materiales más
arcillosos. Cuando se efectúa la compactación, evitar el tráfico sobre las capas en ejecución, si es
necesario el paso, debe distribuirse el tráfico para que las huellas de las rodadas no se concentren en el mismo lugar. Durante épocas de lluvias, finalizar la jornada habiendo extendido la tongada,
compactándola y permitiendo que se escurran las aguas. Si las lluvias son muy fuertes, interrumpir los trabajos sobre terraplén compactado, y no permitir el tráfico hasta que esté seco.
5.4.5. Criterios de Medición Los terraplenes se miden por m3 sobre los planos reales de los perfiles transversales.
5.4.6. Control de Calidad Durante el proceso deben controlarse las siguientes operaciones: o
Preparación de la superficie de asiento.
o
Replanteos con estaquillado.
o
Prever los drenajes para desagotar el agua.
o
Comprobar las condiciones climáticas antes de comenzar.
o
Comprobar la humedad que contienen las tierras.
o
Comprobar el extendido por tongadas.
o
Verificar la compactación lograda en capas de cimientos y núcleo.
o
Verificar el grado alcanzado de compactación en las capas de coronación.
o
Efectuar el replanteo del borde de la capa de coronación.
o
Verificar la nivelación y planeidad de la coronación.
o
Verificar el acabado y refino de taludes.
5.4.7. Especificaciones de Control Pendiente transversal mayor al 4% para evacuar las aguas sin que erosione la superficie. Extensión de tongadas, la máxima de 30 cm, y siempre se toma mayor a los 3/2 del máximo
tamaño del árido empleado. 15
El borde de la tongada no puede sobrepasar 1 metro de ancho. Humectación en suelos normales: con tolerancias respecto al Próctor de referencia - 2% y
+1%. Humectación en suelos expansivos o colapsables: con tolerancias respecto al Próctor de
referencia - 1% y + 3%. Compactación: o
En suelo expansivo se considera el Próctor normal como referencia.
o
En suelos tolerables, adecuados y seleccionados, seleccionados, deberá indicar si es el Próctor nornor mal o modificado. Por lo general se opta por el Próctor modificado como referencia.
o
En cimiento, espaldones y núcleo, el 95% del Próctor de referencia.
o
En coronación, el 10% del Próctor de referencia.
5.4.8. Medios Necesarios Materiales: o
Deben ser suelos procedentes de las excavaciones o de préstamos.
o
Previo a la excavación se efectuarán los ensayos de identificación de los materiales, para verificar si son tierras aptas para terraplenar. terraplenar.
o
Cuando se empleen materiales de préstamos, deben efectuarse también los ensayos del material.
Mano de obra: o
1 Capataz o Jefe de Equipo.
o
1 Operario en carga y descarga.
Maquinaria: o
Camiones.
o
Camión Cuba.
o
Motoniveladora.
o
Rodillos Compactadores. Compactadores.
o
Buldózer.
Otros medios: o
Aparatos Topográficos.
o
Cinta Métrica.
o
Estacas.
o
Jalones. 16
ENSAYOS 1) Ensayo de compactación Próctor Próctor Estándar: Consiste en compactar el suelo a emplear en 3 capas dentro de un
molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas con un pisón de 2.5 Kg que se deja caer libremente desde una altura de 30.5 cm. Pone en evidencia que, para un suelo dado y a determinada energía de compactación, existe
un valor de “Humedad Óptima” con la cual puede alcanzarse la “Máxima Densidad Seca”. Próctor Modificado: 5 capas, 55 golpes en cada una de ellas con un pisón de 4.5 Kg que se deja caer libremente
desde una altura de 45.7 cm.
2) Ensayo de carga con placa Para determinar el módulo de deformación del relleno tipo terraplén. Consiste en aplicar una carga sobre una placa (generalmente rígida), colocada sobre la
superficie del terreno y medir los asientos producidos.
c) Ensayo de la huella Se utiliza en la construcción de carreteras para el control de la compactación de terraplenes,
pero siempre correlacionado con el ensayo de carga de placa. Consiste en trazar al menos 10 puntos de medida sobre una alineación y nivelarlos mediante
un nivel topográfico. Posteriormente se hace pasar un camión de 10 toneladas sobre los puntos y se realiza una nivelación final sobre la huella dejada por las ruedas en los mismos puntos de la alineación. La diferencia entre los valores obtenidos antes y después del paso del camión da el Índice del grado de compactación. 17
5.5. PEDRAPLENES PEDRAPLENES Consiste en la extensión y compactación por tongadas de materiales pétreos, con destino a
crear una plataforma sobre la que se asiente la explanada y el firme de una carretera. El área de trabajo será suficiente para el empleo de maquinaria pesada. Se construyen con fragmentos de roca de gran tamaño, mínimo 100 mm y máximo 900 mm. Se proyectan si en el entorno existe una abundancia de desmontes en roca de buena calidad,
para que la excavación sea económica y no sea necesario machacar la roca hasta conseguir la granulometría exigida. Se emplean preferentemente en 2 situaciones: o
Rellenos de gran altura.
o
Rellenos inundables en su parte inferior.
Los taludes de los pedraplenes pueden ser más verticales por lo que un relleno de este tipo
ocupa una superficie menor y necesita menor volumen de materiales. Además, el plazo de ejecución es menor que en terraplenes, dado que el espesor de tongada
es mayor. Se distinguirán las siguientes zonas: o
Transición: parte superior del pedraplén, con un espesor de 2 tongadas y como mínimo 1m, a no ser que en el Proyecto se indique expresamente otro valor.
o
Núcleo: parte del pedraplén comprendida entre el cimiento y la zona de transición.
o
Cimiento: formada por la parte inferior del pedraplén en contacto con el terreno preexistente o superficie de apoyo. Su espesor será como mínimo de 1 m o la máxima altura libre desde la superficie de apoyo hasta la zona de transición del pedraplén, cuando dicha altura libre fuera inferior a 1 m.
o
Espaldones: Son las partes exteriores del relleno que ocasionalmente constituyen o forman parte de los taludes del mismo.
o
Zonas especiales: Son zonas del pedraplén con características especiales, tales como zonas inundables, etc. De existir, el Proyecto deberá fijar sus características y dimensiones.
Los materiales pétreos a emplear procederán de la excavación de la explanación.
Excepcionalmente, Excepcionalmente, podrán proceder también de préstamos. Las zonas concretas a excavar para la obtención de materiales serán las indicadas por el
Proyecto o, en su defecto, por el Director de las Obras. 18
Su ejecución comprende las siguientes operaciones: o
Preparación de la superficie de apoyo del pedraplén.
o
Excavación, carga y transporte del material pétreo que constituye el pedraplén.
o
Extensión y compactación del material en tongadas (se repetirá cuantas veces sea preciso).
5.5.1. Proceso constructivo: 1) Preparación de la superficie de apoyo del pedraplén Tras el desbroce, se procederá a la excavación y extracción del material que se considere
necesario para constituir la superficie de apoyo, en la extensión y profundidad especificadas. Una vez alcanzada la cota del terreno sobre la que finalmente se apoyará el relleno tipo
pedraplén, se escarificará y compactará. Si en el terreno existe agua superficial, se conducirá fuera del área donde vaya a construirse. En los rellenos tipo pedraplén situados a media ladera, se escalonará la pendiente natural
del terreno de acuerdo con lo indicado en el Proyecto. Las banquetas así originadas deberán quedar apoyadas en terreno suficientemente firme. Su anchura y pendiente deberán ser tales que la maquinaria pueda trabajar con facilidad en ellas. 2) Excavación, carga y transporte del material Los trabajos de excavación se ejecutarán de manera que la granulometría y forma de los
materiales resultantes sean adecuadas para su empleo en pedraplenes. En caso necesario, después de la excavación, se procederá a la eliminación o troceo de los
elementos singulares que tengan formas o dimensiones inadecuadas. La carga de los productos de excavación y su transporte al lugar de empleo se llevará a cabo
de forma que se evite la segregación del material. 3) Extensión de las tongadas Extensión de los materiales en tongadas sucesivas, de espesor uniforme y sensiblemente
paralelas a la explanada. El espesor de las tongadas será el adecuado para que se obtenga la compacidad deseada. En general, dicho espesor será de 60cm y el espesor máximo de las tongadas, una vez
compactadas, no será nunca superior a 1,35m ni a 3 veces el tamaño máximo del árido. En todo caso, el espesor de la tongada debe ser superior a 3/2 del tamaño máximo del
material a utilizar. El material de cada tongada se descargará en obra sobre la parte ya extendida de dicha 19
tongada y cerca de su frente de avance. Desde esta posición será empujado hasta el frente de la tongada y extendido mediante tractor equipado equipado con pala de empuje. En casos especiales podrá regarse el pedraplén con agua a presión. Durante la ejecución de las obras, la superficie de las tongadas deberá tener la pendiente
transversal necesaria, en general en torno al 4%, para asegurar la evacuación de las aguas sin peligro de erosión y evitar la concentración de vertidos. Deberá conseguirse que todo el perfil teórico quede debidamente compactado, para lo cual,
se compactará una franja de una anchura mínima de 2m desde el borde del talud, en tongadas más delgadas y mediante maquinaria apropiada. El método de compactación elegido deberá garantizar la obtención de las compacidades
mínimas necesarias, por lo que deberá elegirse adecuadamente, para cada zona del pedraplén, la granulometría del material, el espesor de tongada, el tipo de maquinaria de compactación y el número de pasadas del equipo. Estas variables se determinarán a la vista de los resultados obtenidos durante la puesta a punto del método de trabajo.
Rellenos localizados:
extensión y compactación de suelos, procedentes de excavaciones o
préstamos, en relleno de zanjas, trasdós de obras de fábrica, cimentación o apoyo de estribos o cualquier otra zona, que no permita la utilización de la misma maquinaria con que se lleva a cabo la ejecución del resto del relleno, o bien exija unos cuidados especiales en su construcción.
Rellenos todo-uno:
extensión y compactación por tongadas de materiales, con destino a
crear una plataforma sobre la que se asienten la explanada y firme de una carretera. El área de trabajo será suficiente para el empleo de maquinaria pesada.
5.5.2. Replanteo Toma de perfiles de fondo después de su preparación. Replanteo con puntos de eje a distancia no menor de 20 m con su identificación. Replanteo con estaquillado de los pies del pedraplén, con estaca y pie, y otra desplazada de
seguridad. El replanteo se repetirá periódicamente a medida que sube el pedraplén.
20
5.5.3. Pedraplén de ensayo: Se realiza cuando existen pedraplenes de gran altura. Se utiliza el fondo de los pedraplenes con mayor cota. Se buscará una zona de prueba con un volumen no inferior a 3.000 m 3; se harán dos
tongadas como mínimo de 10 m de anchura. Se deberán analizar los siguientes aspectos: o
Métodos de extensión y compactación.
o
Tipo de maquinaria a emplear.
o
Espesor de tongadas (mínimo dos tongadas).
o
Número de pasadas, mínimo 4.
o
Densidades correspondientes correspondientes a distintos números de pasadas y mínima a exigir.
o
Relación entre densidad y resistencia.
o
Asientos producidos en la última pasada (inferior al 1%).
o
Evolución de la granulometría de la roca en función de la energía de compactación.
o
Porosidad del pedraplén compactado menor al 30%.
Para determinar algunos parámetros antes mencionados, se hacen calicatas sobre terreno
ya compactado, con un volumen por calicata no inferior a 4m 3 en volumen, y 4m2 en superficie. Aunque los pedraplenes no sean de gran altura, y no se exija construcción de pedraplén de
ensayo, la puesta a punto del método de trabajo se realizará siempre. Antes del extendido de la primera capa, se saneará y preparará el terreno hasta lograr una
superficie de asiento uniforme y consistente. Si esto no es posible, las primeras capas del pedraplén deberán graduarse de mayor a menor contenido de finos a modo de filtros, para cortar la contaminación del pedraplén. El pedraplén se ejecuta por tongadas. El material de cada tongada se descarga sobre la parte ya extendida de dicha tongada y
cerca de su frente de avance. Empujar y extender con la ayuda de un tractor de orugas con pala de empuje. El espesor de las tongadas ha de ser suficientemente reducido, para (en función de los
medios) obtener la máxima compacidad. La compactación se realiza con rodillos. Si éstos son vibratorios, su peso estático no debe ser
inferior a 10 Tn. 21
El pedraplén se regará con agua durante el proceso de extendido y compactación.
5.5.4. Aspectos a Tener en Cuenta Comprobar la retirada de la montera de tierra vegetal antes del comienzo de la explotación
de un frente de yacimiento o cantera. En pedraplenes a media ladera, se debe hacer escalonada, para asegurar su estabilidad. Si el pedraplén asienta sobre tierra y existe una capa de roca sana, a poca profundidad,
deberá retirarse la tierra y asentar sobre la capa de roca. Utilizar una báscula para determinar los rendimientos y producción, y especialmente para
realizar el cálculo de la densidad de las tongadas por métodos topográficos. Con básculas estáticas se procede a un muestreo de camiones y con dinámicas, se pesan
todos. En pedraplenes con tamaño máximo reducido, para comprobar el estado final de una
tongada y compactación, es conveniente hacer pasar un dumper con carga pesada para detectar zonas irregulares, puestas de manifiesto por las huellas que dejan las ruedas. granu lometría Durante el proceso de carga en la cantera, conviene apartar los materiales de granulometría más fina para ser utilizados en las tongadas superiores. Las principales operaciones a controlar son las siguientes: o
Preparación de la superficie de asiento.
o
Replanteo y estaquillado.
o
Drenaje de las superficies.
o
Comprobación de las condiciones ambientales.
o
Comprobar el extendido de cada tongada.
o
Comprobar el grado de compactación logrado.
o
Comprobar las pendientes transversales y los sobreanchos en zonas de borde.
Para todo material de la misma procedencia, construir un tramo experimental a fin de
establecer la correlación entre densidades y asiento de la tongada compactada. En los controles se incluyen las siguientes especificaciones, a saber: o
Extensión de tongadas: en un máximo de 0,60m, considerando siempre superior a 3 veces del tamaño máximo del árido a utilizar.
o
Pendiente transversal del orden de 4% para evacuar las aguas sin peligro de erosión. 22
o
Sobreancho de tongada (bordes): anchura mínima de 2 m, desde el borde del talud.
o
Porosidad: en tramo experimental se toma menor a 30%
o
Compactación: se considera la relación entre la densidad obtenida y la de la referencia de las catas en el tramo de prueba.
o
Control de deformaciones verticales:
o
Ensayo de placa de carga (NLT-357), con diámetro de placa 5 veces el tamaño máximo del árido.
o
Ensayo de la huella (NLT-256).
o
En transición, máximo 3 mm.
o
En el resto, máximo 5 mm.
5.5.5. Criterios de Medición Los pedraplenes se abonarán por m 3 realmente ejecutados, medidos sobre los planos de
perfiles transversales.
5.5.6. Control de Calidad Los materiales utilizados en los pedraplenes deben cumplir con los siguientes requisitos: o
Estabilidad frente al agua (NLT-255): pérdida de peso menor al 2%.
o
Granulometría:
Tamaño: mínimo 10 cm y máximo 90 cm.
Material que pasa por tamiz 20 UNE, será menor al 30% en peso.
Material que pasa por tamiz 0,080 UNE, será menor 10% en peso.
o
Forma de las partículas: partículas con forma inadecuada menor al 30 %.
o
Curva granulométrica:
Tamiz 220 mm 50-100 % que qu e pasa.
Tamiz 55 mm 25-50 % que pasa.
Tamiz 14 mm 12,5-25 % que pasa.
5.5.7. Medios Necesarios Materiales: o
Serán productos pétreos procedentes de las excavaciones de la obra o de préstamos, definidos en la documentación de obra.
o
La calidad de las rocas adecuadas a utilizar en pedraplenes serán las resistentes, sin 23
alteraciones apreciables y estables al agua. o
Si se utilizan materiales de la propia obra, o de préstamos, conviene previamente establecer un plan de ensayos de identificación de materiales.
Mano de obra: o
Jefe de equipo o capataz.
o
Operarios en zona de excavación.
o
Operarios en zona de carga.
Maquinaria: o
Pala Cargadora o excavadora de tipo frontal.
o
Buldózer.
o
Camiones tipo Dumper.
o
Compactadora.
o
Monitores de Riego.
Medios auxiliares: o
Aparatos Topográficos.
o
Estacas.
o
Jalones.
o
Cinta Métrica.
5.6. TERMINACIÓN 5.6.1. Refino de la explanada Conjunto de operaciones necesarias para conseguir el acabado geométrico de la explanada. Las obras de terminación y refino se ejecutarán con posterioridad a la explanación y
construcción de drenes y obras de fábrica que impidan o dificulten su realización e inmediatamente antes de iniciar la construcción del firme, pavimentación u otras obras de superestructura. No se extenderá ninguna capa del firme sobre la explanada sin que se comprueben las
condiciones de calidad y características características geométricas de ésta. Una vez terminada la explanada, deberá conservarse con sus características y condiciones
hasta la colocación de la primera capa de firme o hasta la recepción de las obras cuando no se dispongan otras capas sobre ella. Las cunetas deberán estar en todo momento limpias y en perfecto estado de
funcionamiento. 24
Se estará, en todo caso, a lo dispuesto en la legislación vigente en materia medioambiental,
de seguridad y salud, y de almacenamiento y transporte de productos de construcción.
5.6.2. Refino de la explanada Consiste en las operaciones necesarias para conseguir el acabado geométrico de los taludes
de terraplenes y capa de coronación de pedraplenes. Las obras se ejecutarán con posterioridad a la construcción de drenes y obras de fábrica que
impidan o dificulten su realización y, cuando así sea posible, se ejecutarán con posterioridad a la explanación. En caso de producirse un deslizamiento o proceso de inestabilidad en el talud de un relleno,
deberá retirarse y sustituirse el material afectado por el mismo, y reparar el daño producido en la obra. Los taludes de la explanación deberán mantenerse en perfecto estado hasta la recepción de
las obras, tanto en lo que se refiere a los aspectos funcionales como a los estéticos. El refino de taludes de rellenos en cuyo borde de coronación se haya permitido embeber
material de tamaño grueso, deberá realizarse sin descalzarlo permitiendo así que el drenaje superficial se encargue de seguir fijando dicho material grueso. El acabado de los taludes será suave, uniforme y totalmente acorde con la superficie del
terreno y la carretera, sin grandes contrastes, y ajustándose al Proyecto, procurando evitar daños a árboles existentes o rocas que tengan pátina, para lo cual deberán hacerse los ajustes necesarios.
ANEXO: Maquinaria utilizada Motoniveladora: además de excavar, nivela. Tiene una
hoja que puede regularse tanto en altura como en plano de incidencia.
Ripper o escarificador: es un implemento que se coloca en
la parte trasera de otras máquinas. Funciona como un arado, rompiendo el terreno. Una vez disgregado el suelo, ya está listo para ser retirado con otra máquina. 25
Pala cargadora: es un tractor con cuchara controlada mediante brazos hidráulicos, montada
sobre ruedas o cadenas. Se ayudan de su propio movimiento de avance para cargar el material en la cuchara. Dumper: son más robustos y soportan mayores cargas que los camiones normales. Circulan
por terrenos más escabrosos.. el diseño de la caja es en V, para facilitar la descarga de material.
Bulldozer: tractor de cadenas con hoja en su parte delantera. Excava, acarrea y distribuye la
tierra. La hoja es de construcción sólida y en su borde inferior se coloca un filo o cuchilla desmontable.
Traílla: arrastrada por tractor, consta de caja que puede subir y bajar y cuchilla que realiza la
excavación.
Compactador pata de cabra: superficie de contacto más pequeñas que ayudan a la salida del
agua.
26
