La actividad de relleno, dentro de la construcción, se encuentra muy relacionada con otra actividad, la compactación, por lo que usualmente hablamos de relleno compactado. Esto se refiere a la actividad de colocar material en un sitio para mejorar la capacidad de carga de un suelo y/o para elevar el nivel sobre el que se sustente una estructura. Dicho material puede ser del propio sitio o traído de otro lugar, una cantera por ejemplo, al que se denomina “material importado”, el cual se lo coloca húmedo, en capas horizontales, con espesores aproximados a 20 cm, hasta llegar a la cota requerida de diseño, que podría ser la cota de cimentación. Estas capas, que se colocan sucesivamente, se las somete a cada una a un proceso de compactación.
Compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar sus espacios vacíos aumentando así su densidad y, en consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad. La compactación reduce además los asentamientos del terreno, así como su permeabilidad.
MÉTODOS DE COMPACTACIÓN
Se emplean cuatro métodos principales de compactación:
1. COMPACTACIÓN ESTÁTICA O POR PRESIÓN
La compactación se logra utilizando una máquina pesada, cuyo peso comprime las partículas del suelo, sin necesidad de movimiento vibratorio. Ej.: rodillo estático o rodillo liso.
2. COMPACTACIÓN POR IMPACTO
La compactación es producida por una apisonadora que golpea y se separa del suelo a alta velocidad. Ej.: un apisonador.
3. COMPACTACIÓN POR VIBRACIÓN
La compactación se logra aplicando al suelo vibraciones de alta frecuencia. Ej.: placa o rodillos vibratorios.
4. COMPACTACIÓN POR AMASADO
La compactación se logra aplicando al suelo altas presiones distribuidas en áreas más pequeñas que los rodillos lisos. Ej.: un rodillo “pata de cabra”.
ELECCIÓN DEL MÉTODO DE COMPACTACIÓN
SUELOS GRANULARES:
Se compactan mejor por vibración. La vibración reduce las fuerzas de fricción, dejando que las partículas caigan libremente por su propio peso. Usar preferentemente: placas y rodillos vibratorios.
SUELOS COHESIVOS:
Se compactan mejor por amasado e impacto. La tendencia de los suelos es combinarse, formando laminaciones continuas con espacios de aire entre ellas, impidiendo que caigan partículas en los vacíos con la vibración. La fuerza de impacto produce un esfuerzo de cizalle que junta las laminaciones, oprimiendo las bolsas de aire hacia la superficie.
Usar preferentemente: pisones, rodillo pata de cabra y neumático o circulación adecuada del equipo usado como transporte.
RELLENO DE ZANJAS PARA INSTALACIONES
En caso de rellenos de zanjas para instalaciones se inicia el relleno con una cama de arena para el apoyo de las tuberías, las mismas que pueden ser de hormigón o PVC, el espesor de dicho apoyo será de acuerdo al diámetro de la tubería.
Ya instalada en su lugar la tubería, se rellena parcialmente la zanja, dejando a la vista las juntas y uniones para las pruebas que deban hacerse. Luego se completa el relleno (prestando mucha atención en el momento de la compactación de los rellenos) tratando de evitar cualquier daño o movimiento a la tubería.
ENSAYOS PARA RELLENOS COMPACTADOS
Los ensayos a los que se debe someter el suelo para identificar sus características mecánicas y geológicas estarán determinados por el ingeniero especializado que realiza el estudio de suelos. Los ensayos más comunes son:
ENSAYO DE DENSIDAD MÁXIMA:
Se realiza en laboratorio, también conocido como Proctor Estándar o Proctor Modificado. Este ensayo determina el contenido de humedad necesario para que un determinado tipo de suelo alcance el mayor grado de compactación.
ENSAYO DE DENSIDAD EN EL CAMPO:
Se realiza en la obra. Estos ensayos se hacen para medir el contenido de humedad y la densidad alcanzada por el proceso de compactación en el relleno que se realiza. Tanto el contenido de humedad como la densidad o grado de compactación se miden como un porcentaje de los valores obtenidos en el ensayo de laboratorio o ensayo Proctor.
El porcentaje de humedad indica el promedio del contenido de agua en una localización específica del relleno compactado que se realiza.
El porcentaje de compactación se define por la densidad seca de un suelo compactado en obra, comparada por la máxima densidad seca de la misma muestra según el ensayo Proctor, realizado en el laboratorio.
Este ensayo se puede realizar por dos métodos, los cuales determinan también el contenido de humedad del suelo compactado:
A) MÉTODO DEL CONO DE ARENA
Materiales a usar:
- Recipiente plástico con embudo y válvula en la boca
- Arena sílica Nº 20
- Base de aluminio perforada
- Un balde y báscula de 20 Kg. con precisión de un gramo
- Herramientas de excavación manual
- Estufa de campo
B) PROCEDIMIENTO
Usando la base de aluminio como guía, se excava un hueco de 10 a 15 cm de profundidad. Luego, se saca el material del suelo compactado y se lo deposita, cuidadosamente, en el balde. Al terminar la excavación, se pesa el recipiente plástico con la arena, se lo coloca invertido sobre la placa, se abre la válvula dejando fluir la arena hasta llenar el hueco excavado. Después, se pesa el recipiente con la cantidad de arena de sílica remanente para calcular la empleada en llenar el hueco.
Por comparación entre el volumen de la arena calibrada y el del suelo extraído en el balde, se calculan la densidad y humedad comparando la muestra sacada del sitio y esa misma muestra, seca. Estos resultados se comparan con los resultados obtenidos del ensayo de densidad máxima o Proctor hechos en el laboratorio de suelos.
C) MÉTODO NÚCLEAR
El método nuclear es más rápido y acertado pero el equipo es costoso y de uso especializado por lo peligroso, al manejar materiales radioactivos para la medición tanto de la humedad como de la densidad del terreno. Su uso se justifica en proyectos de gran magnitud.
EQUIPO DE COMPACTACIÓN
Los equipos usados para compactar pueden ser livianos o pesados, dependiendo del área a ser compactada.
EQUIPO LIVIANO
Para espacios de trabajo reducidos, como la cimentación de edificaciones. Pueden ser:
A – Placa vibratoria
B – Apisonador
C – Rodillos manuales
EQUIPO PESADO
Para espacios de trabajo amplios, como terraplenes para vías o de relleno de amplios terrenos, en donde se implantará alguna edificación.
Pueden ser entre otros:
• COMPACTADORES PATA DE CABRA:
Son cilindros metálicos para ser arrastrados por un tractor. Tienen patas que salen de la superficie del cilindro, las cuales pueden tener varias formas. Son muy eficientes para compactar suelos con alto contenido de finos como limos o arcillas. Usualmente trabajan compactando capas delgadas.
• COMPACTADORES VIBRATORIOS:
Son cilindros metálicos dotados de un motor que produce vibraciones, en los cuales la capacidad de compactación depende de la frecuencia y energía de ellas. Pueden ser de arrastre o autopropulsados. Son útiles en suelos granulares.
• TANQUEROS DE AGUA:
Generalmente de 9 m3, utilizados para hidratar el suelo que se compactará. Estos tanqueros están provistos de una regadera que permite distribuir el agua de una manera uniforme por la superficie que será compactada.
CRITERIOS DE MEDICIÓN
La medición de la cantidad de relleno se la hace en m3, considerando que para tener un metro cúbico de relleno compactado, requerimos de un 20% o 30% más de material suelto. El rendimiento de compactación podrá ser medido en m2.
RENDIMIENTOS DE LA MANO DE OBRA EN RELLENO COMPACTADO
El relleno compactado, realizado por capas de 20 cm, con equipo liviano, puede tener como promedio de 7m3/jornal y la compactación de capas con equipo liviano, un promedio de 35 m2/jornal.
