Los conceptos Básicos de la Construcción de Terraplenes: Equipo y Contratación

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La información de este artículo se centra en la inspección adecuada de la construcción de terraplenes, con el objetivo de garantizar un terraplén sólido, bueno y duradero. El terraplén no solo resistirá la prueba del tiempo, sino que también garantiza durabilidad y seguridad para todos los que usan la carretera.

Rellenos de prueba

Construir un terraplén de prueba puede ser útil y, en algunas situaciones, necesario para determinar el mejor proceso para diseñar y construir un terraplén. Un relleno de prueba debe determinar una serie de problemas, incluido el mejor tipo de equipo de compactación, el espesor de elevación y el número de pasadas necesarias; tamaños máximos de roca para el relleno; las propiedades físicas del relleno en el lugar; y la cantidad de degradación que se produce durante el acarreo, la colocación y el laminado. Cualquier información obtenida durante este proceso puede mejorar el diseño final del terraplén y puede influir en el costo de la estructura.

Para realizar correctamente un llenado de prueba, el control de construcción debe ser preciso. A menudo se realiza junto con una cantera de prueba para garantizar que el material utilizado durante el proceso de prueba sea el mismo que el que se producirá durante la excavación. Se deben mantener registros de todos los datos significativos, como radiación, rotura de partículas, asentamiento y espesor de elevación. De esta manera, los contratistas tendrán un conjunto claro de datos en los que se puede confiar al tomar decisiones sobre la construcción de un terraplén.

Terraplén de roca

Cuando las rocas no pueden extraerse de un terraplén sin voladuras, deben extraerse mediante un proceso conocido como excavación de roca. Durante la excavación, se retiran todas las piedras y cantos rodados de 1/2 yarda cúbica o más grandes.

Después de la excavación, el relleno de roca se puede usar en el terraplén; sin embargo, habrá grandes vacíos entre los trozos de rocas que deben llenarse con finos. Cuando se utiliza un relleno de roca, hay grandes vacíos entre los trozos de roca que deben llenarse con finos. Finos, o polvo de roca grueso, llenarán los lados y la parte superior del terraplén, pero pueden permanecer grandes vacíos dentro del terraplén. Se debe prestar especial atención a esta cuestión para garantizar que no queden vacíos. Como regla general, las deformaciones no son un problema, ya que las piezas de roca permanecerán intactas debido a la fricción y el enclavamiento entre ellas.

Requisitos de elevación:
- Los huecos dentro del terraplén están llenos de piedras de pequeño tamaño. Las piedras más grandes se pueden distribuir para reducir el riesgo de bolsas, sin embargo, estas piedras no deben anidarse dentro del terraplén.
- La densidad objetivo de los 2 pies superiores del terraplén se puede lograr utilizando un material adecuado que se compacte. Evite el uso de esquisto o material similar a esquisto para esta área del terraplén.
- Si la profundidad del terraplén es mayor de 5 pies y está compuesta de roca, la roca depositada no debe exceder el tamaño del material que se coloca. La roca depositada nunca debe exceder los 4 pies de tamaño.
- Para terraplenes de 5 pies o menos de profundidad o para terraplenes donde el material colocado incluya algo que no sea roca, el material colocado no debe exceder el tamaño superior de la roca colocada. El material colocado nunca debe ser mayor de 2 pies para garantizar la estabilidad.
- Durante el último levantamiento, los huecos deben estar lo suficientemente cerrados, o deben estar tapados con material adecuado (como pequeñas piedras rotas). La compactación es necesaria durante este último levantamiento, y el nivel de compactación depende de los materiales utilizados.
- Si se utiliza esquisto como terraplén de roca, se requiere el permiso por escrito del propietario del sitio.
Métodos de compactación:
- Si la roca utilizada en el terraplén es lo suficientemente grande como para realizar pruebas de densidad, se debe usar un equipo de banda de rodadura sobre orugas para compactar el material. Alternativamente, se puede utilizar equipo vibratorio aprobado — o ambos métodos se pueden usar juntos.
- Toda la roca debe compactarse de manera uniforme, lo que se puede lograr mediante pasadas sucesivas con áreas de la banda de rodadura superpuestas.

Terraplenes de roca blanda y Esquisto

En terraplenes compuestos de relleno de roca con rocas que resisten rápidamente, existe la posibilidad de que las rocas se conviertan en tierra. Como consecuencia, estos materiales podrían caer en los espacios entre las rocas, lo que llevaría a un asentamiento significativo del terraplén y, en última instancia, al fallo de la pendiente. Es por esta razón que no se recomienda el esquisto; las piezas grandes de esquisto pueden asentarse en huecos más grandes. Evitar el asentamiento del relleno de roca es fundamental para prevenir la inestabilidad y el fallo de la pendiente.

Requisitos de compactación y elevación
- Si se utilizan rocas blandas, esquisto o mezclas de esquisto/roca blanda, deben tener una elevación suelta máxima de 8 pulgadas. Estas mezclas deben compactarse al menos hasta una densidad seca máxima de contenido de humedad óptimo; a partir de ahí, la mezcla debe mantener la roca entre un +1 y un -2 por ciento de ese contenido.
- Para la compactación, se debe utilizar equipo aprobado. Esto puede incluir un rodillo de pie de apisonamiento estático con cada pie de apisonamiento proyectando un mínimo de 6 pulgadas y/o un rodillo de pie de apisonamiento vibratorio, con cada pie de apisonamiento proyectando un mínimo de 4 pulgadas.
- Para la medición de la compactación se utiliza un deflectómetro ligero.
- Para acelerar la acción de apagado de esquisto, se puede aplicar agua en el corte. El agua debe aplicarse de nuevo antes de la compactación y el disco. Para incorporar el agua de manera uniforme, se debe usar un disco de cuadrícula múltiple, con un diámetro mínimo de rueda de disco de 24 pulgadas.
- Generalmente, los elevadores de terraplenes deben recibir al menos tres pasadas con el rodillo vibratorio; la cobertura completa del área se considera una pasada de rodillo. Antes de utilizar el rodillo vibratorio, el material debe ser afilado.

Terraplenes en laderas y laderas

Antes de colocar terraplenes en laderas de suelo natural, deben prepararse. Estos métodos también son necesarios si las pendientes de relleno existentes son más afiladas que 4: 1. Para preparar la pendiente, se cortan bancos de un mínimo de 10 pies de ancho en las laderas antes de colocar el relleno del terraplén. Si las pendientes naturales del suelo son 4:1 o más planas, entonces las superficies deben estar profundamente escarificadas o aradas.

Terraplén sobre Carreteras existentes

Cuando se colocan terraplenes sobre carreteras existentes, se deben tomar precauciones específicas. Hay una serie de tratamientos sugeridos, que incluyen:

Quitar el pavimento existente si la superficie superior del pavimento existente se encuentra a 12 pulgadas por debajo de la elevación de subrasante del nuevo pavimento.
Romper el pavimento existente si la superficie superior del pavimento existente se encuentra entre 12 pulgadas y 3 pies por debajo de la elevación de subrasante del nuevo pavimento. En esta situación, las piezas individuales del pavimento existente deben romperse a menos de 1 yarda cúbica.
Si el pavimento existente consiste en una base de concreto con una superficie de asfalto de mezcla caliente, ubicada entre 12 pulgadas y 3 pies por debajo de la elevación de subrasante del nuevo pavimento, el primer paso debe ser eliminar el asfalto de mezcla caliente. A continuación, la base de hormigón debe romperse.
Cuando el asfalto de mezcla caliente está a 12 pulgadas o menos por debajo o por encima de la elevación de subrasante requerida, el pavimento existente debe romperse y luego retirarse.
Cuando la parte superior del pavimento existente está a más de 3 pies por debajo de la elevación de subrasante objetivo, el pavimento existente se puede dejar en su lugar.
Cuando se ensancha un terraplén, se deben tomar precauciones. En primer lugar, se debe eliminar cualquier material perecedero. Después de retirar estos materiales, se deben completar los hombros existentes a 2 pies del pavimento. A continuación, los bancos se pueden cortar en el antiguo terraplén con un mínimo de 4 pies de ancho, a menos que se especifique lo contrario. El pago directo no es necesario para trabajar en bancada o arado porque el costo debe estar envuelto en los artículos de la línea del contrato.

Control de compactación

El control de compactación es un elemento importante de la construcción de terraplenes. Los siguientes factores son esenciales para el proceso:

Por lo general, los resultados de una tira de prueba o de un laboratorio Geotech determinarán la densidad objetivo de la compactación del terraplén.
El control del contenido de humedad debe estar dentro de +1 y -2 por ciento del contenido de humedad óptimo. Si el material está demasiado húmedo, el exceso de humedad debe eliminarse con aireación. Alternativamente, si el material está demasiado seco, el contenido de humedad se puede aumentar con riego y disking.
Después del nivel, se colocan capas uniformes para el material de terraplén, se debe usar un equipo de compactación aprobado para compactar el material. El equipo de compactación debe tener al menos tres ruedas y ser capaz de crear una superficie uniforme y lisa.
Los terrones y terrones existentes se tratan o disquean utilizando técnicas mecánicas para garantizar que se rompan.
Se debe obtener la compactación requerida para la profundidad suelta de cada elevación, nunca superior a 8 pulgadas.
La profundidad de elevación suelta no debe superar la longitud del pie de pisón cuando se utiliza un rodillo de apisonamiento. Como mínimo, cada pie de rodillo de apisonamiento debe ser de 5 pulgadas cuadradas.
Cuando se utilizan margas limosas, limos o suelos de tipo loessial o se encuentran en la construcción de terraplenes, el contenido de humedad debe controlarse dentro del -3 por ciento del contenido de humedad óptimo.
Se realizarán pruebas de compactación de campo en cada ascensor. Antes de colocar el siguiente elevador, se debe obtener la compactación requerida en los ascensores anteriores.
Cuando se utiliza suelo de grava o suelo arenoso (es decir, los materiales tienen al menos un 80% o más de partículas de grava o arena), el nivel de humedad debe estar dentro de unos pocos puntos porcentuales por debajo del óptimo. Este requisito garantiza que los suelos puedan compactarse a la densidad especificada.

Control de asentamiento

En algunas situaciones, una investigación preliminar puede revelar que el suelo existente debajo del terraplén se asentará con el tiempo debido a la construcción de un terraplén pesado. En este caso, el control de los asentamientos es esencial. Debe incluir una medición de la liquidación para garantizar que se está produciendo una tasa de liquidación aceptable.

La instrumentación geotécnica debe incluirse en los lugares indicados en los planos. El trabajo de medición incluye el suministro del equipo, la instalación, el mantenimiento y la lectura de los resultados. La colocación se puede determinar de la siguiente manera:

Antes de que comiencen las operaciones de terraplén, la instalación debe completarse con placas de asentamiento (1/2 pulg. por 3 pies por 3 pies), así como tubo galvanizado (3/4 pulg. y 2 pulgadas.) y los acoplamientos para la tapa.
Las secciones de tubería de ¾ de pulgada de diámetro deben tener 4 pies de longitud para las placas de asentamiento. Estos tubos se pueden extender verticalmente desde el centro de la placa a través del nuevo terraplén. Las juntas deben soldarse por puntos. El tubo de cubierta no debe soldarse a la placa; en su lugar, debe deslizarse sobre el tubo.
Como se requiere en los planos, también se deben instalar estacas laterales en terraplenes para ayudar con el control de asentamiento. Por lo general, estas estacas son varillas de acero de ¾ de pulgada por 4 pies, que se colocan un mínimo de 12 pulgadas en el suelo.
Las tuberías y placas de asentamiento deben protegerse durante la construcción, por lo que el préstamo puede usarse como material de terraplén alrededor del equipo.
Cuando se logra la elevación de la subrasante para la construcción del terraplén, se deben instalar estacas de asentamiento (varillas de acero de ¾ de pulgada por 4 pies).
Deben tomarse lecturas de elevación en todas las estacas de asentamiento y tubos de extensión de placas de asentamiento. Estas lecturas se deben tomar al menos cada 7 días, pero se pueden tomar con más frecuencia dependiendo de las condiciones.
Cuando se alcanza la elevación de la subrasante, se deben obtener lecturas de los tubos de extensión de la placa de asentamiento, así como de las estacas de asentamiento. Las estacas laterales se pueden utilizar para medir el movimiento horizontal del nuevo relleno o suelo. Cuando se identifica un movimiento lateral, se deben usar medidas correctivas antes de continuar el trabajo.
A menos que se especifique lo contrario en los planos, el nuevo terraplén tiene un período de asentamiento de 3 meses después de que se complete la construcción de la elevación de subrasante.
Cuando se alcanza la elevación de la subrasante, se deben obtener lecturas cada 7 días hasta que se mida una tasa de asentamiento de ¼ de pulgada o menos durante al menos 4 semanas consecutivas. La Oficina de Ingeniería Geotérmica puede reducir este período de medición. Si las lecturas indican un asentamiento de más de ¼ de pulgada, el período de monitoreo se extenderá.
Si se detecta un asentamiento grave mientras se construye el terraplén o durante el período de asentamiento, se deben detener los trabajos para que se puedan aplicar medidas correctivas.