CONTROL DE TERRAPLENES COHESIVOS CON VELETA

La prueba de resistencia al corte con veleta constituye una útil  herramienta para el control de terraplenes cohesivos en suelos con alto contenido de humedad.

La veleta es un instrumento muy simple que consiste en un aspa o molinete que se introduce en el suelo y se aplica una torsión (T) hasta hacer fallar el suelo a lo largo de un cilindro (ver figura 1).

Figura 1

El momento torsor aplicado en el momento de la rotura del suelo  debe ser equilibrado  por la resistencia al corte no drenada del suelo (cohesión). Haciendo este equilibrio se obtiene la siguiente fórmula que proporciona el valor de la cohesión no drenada del suelo, en función de la torsión medida  y de las dimensiones de la veleta:

Como se muestra en la figura 2 la torsión es medida mediante una celda eléctrica de torsión de gran precisión.

El operador gira el manubrio hasta hacer fallar el suelo y la celda registra el valor máximo de torsión resistido por el suelo en el momento de la rotura.

Figura 2

Del ensayo se obtiene con gran precisión el valor de resistencia al corte no drenada del suelo cohesivo, del que puede obtenerse otras  informaciones tales  como : capacidad de soporte, índice CBR y factor de seguridad de terraplenes.

En el caso de terraplenes de carreteras en suelos con alto contenido de humedad el control de calidad debe orientarse en la determinación del valor de resistencia al corte no drenada (cohesión), requerida para mantener un factor de seguridad adecuando contra la falla por estabilidad del terraplén. Así terraplenes más altos tendrán que cumplir  requerimientos de resistencia mayores que terraplenes de menor altura.

En el caso de terraplenes cohesivos el método de Taylor proporciona una útil y  simple herramienta para determinar el factor de seguridad de un talud en función de su altura, pendiente de talud y valor de cohesión no drenada (ver figura 3).

Para un caso práctico el procedimiento de control de calidad consiste en establecer para cada terraplén (mediante el método de Taylor),  el valor de la resistencia al  corte no drenada requerida para obtener un factor de seguridad adecuado contra la falla por estabilidad. Posteriormente durante el proceso constructivo  y después de la compactación del suelo, se deberán realizar pruebas de resistencia con veleta a fin de verificar el cumplimiento de ese valor. En el caso de que no se obtenga un valor satisfactorio, se deberán mejorar los procedimientos  de compactación : humedad, energía de compactación , número de pasadas, espesores de capas, etc.

Figura 3

Metodo de Taylor

Una ventaja muy importante del control de  terraplenes con veleta es que los resultados del ensayo se obtienen en forma inmediata, lo que permite tomar oportunamente decisiones de proyecto; tales como: traer otros materiales de préstamo, reducir la humedad del suelo, mejorar el suelo con cal o cemento, variar el equipo de compactación, mejorar los procedimientos de compactación, mezclar suelos húmedos con suelos de menor humedad , etc.