CAPÍ TULO
2. MAR CO TEÓ RICO REFERENCIAL
2.2. Marco teórico.
2.2.3.3. Modos para el cálculo del valor de soporte CBR:
2.2.3.3.2. CBR in sit u Nor ma MTC E 133:
Según el Manual de Ensayo de Materiales (2016), el CBR in situ se utiliza para diseñar las capas estructurales de los pavimentos tales como base, sub-base y sub-rasantes o en vías sin pavimento, siendo el CBR el parámetro de soporte.
Además, el manual describe que, si el producto de CBR in situ es aplicado directamente para la estimar o diseñar, sin tomar en cuenta la variante por modificaciones en el contenido de agua, la prueba debe realizarse bajo los siguientes requisitos:
a. Si el nivel de saturación es de mayor de 80 %.
b. Si los suelos no han sido modificados por obras de edificación en un periodo de dos años anteriores al ensayo.
c. Si el material grue.so y sin cohe.sión, no se ve afectado por los cambios en el contenido de humedad.
- Materiales y equipos empleados
Gata hidráulica de tornillo, manualmente operado, para emplear la carga al pistón de penetración.
Anillos de carga, normados, uno con una fuerza de peso de 0 a 8,8 kN y de 0 a 22,6 kN.
Pis.tón de penetr.ación, de 2” de diámetro y 4" de longitud.
Un dial para estimar las deformaciones de carga de 0,0001" y recorrido de 0,25" y otro para medir la introducción del pistón con de 0,001" y recorrido de 1".
Trípode para el sostén del dial, o puente de hierro o aluminio de 3" de altura y una longitud aprox de 1,5 m.
Platina de carga, circular, de metal, de 10" de diámetro, con un agujero central circular de 2", de 10 lbr de peso.
Pesas anulares de sobrecarga de 10 lbr, de 8,5” de diámetro y dos pesas similares de 9,08 kg cada una.
Vehículo de carga con una reacción de 31 kn, equipado con una viga metálica acondicionada que brinde una reacción correcta para ayudar a la introducciòn del pistón al suelo.
Gatas hidráulicas de 15.00 tn de soporte, de descenso automático y doble acción combinada.
Envases de muestras para conocer o determinar el porcentaje de agua y los pesos unitarios, cuchilla, regla de metálica de enrase, cucharas de excavación, etc.
Figura 7: Montaje del equipo CBR in situ.
Tomado de:Realizado por el investigado. - Procedimiento del ensayo:
Prepárese el área de ensayo, retirar la materia suelta u orgánica y uniformice horizontalmente, el espaciamiento entre ensayos de penetración debe ser inferior de 7 pulgadas en suelos plásticos y en suelos granulares de 15 pulgadas.
Colocar el camión de carga sobre el área de a ensayar. Instalar la gata hidráulica debajo de la viga de reacción y colocar los gatos de camión a cada lado del camión de carga nivelado.
Conectar el anillo de peso al extremo de la gata y colocar el pistón al extremo inferior del anillo a altura menor de 4,9" encima del área de ens.ayo y coné.ctese el equipo de introducciòn en el camión de carga.
Colocar la sobre-carga de 4,5 kg por debajo del equipo de piston de penetración, de tal manera que éste pase a través del agujero central.
Asiéntese el pistón ba.jo u.na carga inic.ial de aproximadamente 21 kpa (3 lb/puIg2).
Espolvoréese uniformemente de arena fina, para distri.buir uniform.emente el peso de la sobrecarga.
Adicionar las sobrecargas de manera que transmitan una presión equival.ente a la intens.idad de carga, prod.ucida por las capas de pavi.mento.
Fijar el sop.orte del di.al de pene.tración al pis.tón y sujéte.se el dial a dic.ho sopo.rte y colocar las lecturas en cero.
Aplicar la carga de penetración con una velocidad de 0,05"/min. lectura las carga para cad.a 0,0.25" de incremento de introducción de penetración hasta alcanzar una profundidad de 0,500".
Al finalizar el ensayo, obtener muestras a 4" – 6" del pu.nto de penet.ración para dete.rminar su humed.ad y dens.idad por medio del método del cono de arena.
- Cálculos:
Dibujar una curva de penetración vesus esfuerzo para cada esfuerzo de penetración, cuando la curva resultar cóncava hacia arriba se debe ajustar como se ve a continuación:
Figura 8: Corrección de curvas de esfuerzo de penetración
Tomado de:Manual de ensayos, (MTC – 2016, páginas. 261).
Del diagrama tomar los productos de carga para introducciones de 0,1" y 0,2" y calcular las relaciones según la ecuación 01 y valores de la Tabla 5.
Finalmente, el valor de soporte o CBR se determina con la siguiente expresión, los valores de presión en la muestra patrón o suelo patrón son tomados de la tabla 6, para valores de 0.1 y 0.2 pulgadas de penetración:
𝐶𝐵𝑅 (%) =𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜
Relleno fluido:
2.2.4.1. Generalidades:
Según la ACI 229R, (1994): “el relleno fluido es un mate.rial com.puesto
por agua, cemento y áridos finos de consi.stencia viscosa (fluida) que
per.mite su auto compa.ctación, de resis.tencia menores a 83 Kg/cm2,
que se usa generalmente como material de relleno”.
Según Santaella y Salamanca, (2002): “es un mor.te.ro o con.creto, más
lige.ro que los de peso norm.al, de ba.ja resisten.cia cont.rolada, que lo
hace excavable y un.a vez endurecido es capaz de soport.ar carg.as
moderadas sin def.ormarse”.
Para el Manual del suelo cem.ento flu.ido, “es un material con
propiedades que corresponde a un suelo de mejor calidad con características como: fluidez y una resistencia y densidad controlada”, que no se puede considerar un hormigón ni tampoco puede ser empleado como reemplazo del concreto, reduciendo significativamente el desarrollo y periodo de construcción reduciendo costos.
Fue desarrollada por los Estados Unidos en 1964, a partir de los años 1970 es aplicado en proyectos de pavimentación y rellenos en de las cimentaciones de diversas edificaciones, finalmente en 1984 fue normalizada por el Comité ACI bajo la norma ACI 229R.
En Sudamérica el relleno fluido fue normalizado en el año 2000 en Colombia por el organismo de Normativas Técnicas y de certificación conocido como ICONTEC, bajo la normativa NTC 4859. En nuestro medio el relleno fluido aún no está normalizado.