ESPONJAMIENTO, COMPACTACIÓN Y COMPENSACIÓN DE TIERRAS

8. ESPONJAMIENTO, COMPACTACIÓN Y COMPENSACIÓN DE TIERRAS

Esponjamiento

Prácticamente todos los terrenos, al ser excavados para efectuar su explanación, sufren un cierto aumento de su volumen. Este incremento de volumen, expresado en porcentaje del volumen in situ, 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 debe ser tenido en cuenta el volumen transportado de las tierras, que es mayor debido precisamente al esponjamiento referido.

Cuando se realiza la medición del movimiento de tierras de un solar o terreno de cultivo, debe tenerse muy en cuenta dicho esponjamiento que sufren las tierras, ya que puede existir una variación volumétrica del 10 % en terrenos sueltos, un 25 % en terrenos muy duros y hasta de un 40 % en suelo rocoso, como se comprobará en la tabla y consideraciones subsiguientes. Estos porcentajes pueden llegar a variar y ser ajustados con mayor especificidad en caso de realizarse ensayos y determinar el grado de esponjamiento, cuando el volumen de la unidad a valorar fuese muy alto y se requiriese la consecución de una mayor precisión. Es por ello que debemos considerar que cuando se deja material de acopio en obra para efectuar rellenos posteriores, o bien al realizar la explanación de un terreno, debemos tomar buena cuenta del esponjamiento del mismo, puesto que de lo contrario podríamos encontrarnos con falta de material o bien con un exceso de él que obligara a afrontar costes complementarios de transporte a vertedero o terreno de cultivo.

Al realizar un desmonte provocamos que las partículas de tierra pierdan cohesión, existiendo entre ellas un mayor porcentaje de huecos en la parcela definitiva donde se depositan que en la original de la cual se extrajeron, de tal forma que la tierra extraída de una zanja o desmonte ocupará normalmente un volumen mayor al hueco estricto dejado por la excavación.

El coeficiente de esponjamiento del terreno viene dado por la expresión:

C = [(V - Vh) x 100] / Vh

donde V es el volumen de las tierras ya esponjadas y Vh es el volumen de la excavación o desmonte realizados. Según los diferentes tipos de terrenos, dicho coeficiente varía aproximadamente de acuerdo a la tabla siguiente:

Tabla 1. Tabla de esponjamiento según el tipo de terreno.

TIPO DE TERRENO (C) GRADO DE ESPONJAMIENTO

Terrenos sueltos sin cohesión (vegetal) 10%

Terrenos flojos 20%

Terrenos compactos o de tránsito 30%

Terrenos rocosos 40%

Escombros Varía entre 40% y 80%

Por consiguiente, la partida pertinente de obra definirá detalladamente los tipos de terreno de que se trate, de acuerdo a la clasificación detallada a continuación:

Tierra Vegetal

Capa superficial de un terreno donde ha crecido la vegetación y que contiene una cantidad apreciable de materia orgánica y restos vegetales (humus).

Terreno Flojo

Son tierras de cultivo, con arcillas, limos, arenas, gravas u otro árido cualquiera, y contenido variable de materia orgánica.

Terreno Compacto

Tierras con arcillas duras, rocas sueltas, materiales granulares gruesos.

Sistema de Excavación:

Mediante excavadora, retroexcavadora de orugas o ruedas neumáticas o bien pala cargadora (cargador frontal).

Al respecto de este tipo de maquinaria, pueden verse las fotografías siguientes:

Terreno de Tránsito

Areniscas en finas capas, roca desmoronada.

Sistema de Excavación:

Excavadora, retroexcavadora, bulldozer.

Terreno de Roca

Areniscas compactas, granitos, calcáreas, margas duras.

Sistema de Excavación:

Excavadora o retroexcavadora con martillo hidráulico y explosivos.

8. 2. Compactación

La “compactación” es el procedimiento resultante 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 estriba en el mejoramiento de las propiedades geotécnicas o de ingeniería del suelo.

Luego de efectuar la ejecución de los rellenos con todos los procedimientos propios del mismo, debe procederse a la compactación del terreno. Para realizar esta operación, deberá controlarse previamente el contenido de humedad del suelo, que debe corresponder a la humedad óptima que determine el laboratorio especializado.

El material deberá ser compactado con el grado que fije el laboratorio, de acuerdo al ensayo Próctor modificado y para cumplir con este requisito deben tenerse en consideración los siguientes factores:

a) Espesor de la capa de material suelto que se compacta.

b) Presión ejercida por el rodillo o martillo pisón sobre el terreno.

c) Número de pasadas del rodillo o golpes de pisón necesarios para obtener el grado de compactación establecido.

d) Humedad existente en el momento de realizar la operación.

La experiencia de muchos años y trabajos realizados ha demostrado que se precisa un mayor volumen de desmonte que de terraplén para que exista la compensación de tierras necesaria en la construcción del bancal para una parcela de cultivo agrícola, a fin de lograr el plano definitivo del mismo mediante el procedimiento optimizado que es objeto fundamental del presente libro. Ello parece contradictorio con la consideración de los coeficientes de esponjamiento que, como acabamos de ver, tienden a aumentar los volúmenes de terraplén frente a los de desmonte. Este curioso fenómeno, admitido por muchos autores tratadistas de estos temas sobre movimientos de tierras, se ha venido explicando

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