Compactación del suelo

¿Qué es?

▪ La compactación de suelos es el proceso artificial por el cual laspartículas de suelo son obligadas a estar mas en contacto las unascon las otras, mediante una reducción del índice de vacíos,empleando medios mecánicos, lo cual se traduce en unmejoramiento de sus propiedades ingenieriles.

densificación del suelo por remoción de aire, lo que requiere

energía mecánica

Importancia

La importancia de la compactaciónde suelos estriba en el aumento dela resistencia y disminución de lacapacidad de deformación que seobtiene al someter el suelo atécnicas convenientes, queaumentan el peso específico seco,disminuyendo sus vacíos.

Objetivos

Debe tener suficiente resistencia para soportar con seguridad su propio peso y el dela estructura o las cargas de las ruedas.

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No debe asentarse o deformarse tanto, por efecto de la carga, que sedañe el suelo o la estructura que soporta.

No debe ni retraerse ni expandirse excesivamente.

Debe tener la permeabilidad apropiada o las características de drenaje para su función.

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Suelo sin compactar / Suelo compactado

El principal objetivo de una compactación es obtener un suelo de tal manera estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecánico adecuado a

través de toda la vida útil de la obra.

Compactación en campo

No todo el aire puede ser expulsado durante esteproceso por lo que el suelo se consideraparcialmente saturado.

Para obtener mejor implica uso de viversas maquinas:

▪ Por presión estática

▪ Por impacto

▪ Por vibración

Por presión estática

Apisonadoras clásicas de rodillos liso

Por impacto

Pisones de explosión

Por vibración

Rodillo vibratorio Placa vibratoria

Por amasado

Rodillo pata de cabra

¿Donde se aplican?las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales tales como: cortinas de

presas de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, bordes de defensas, muelles, pavimentos, etc.

En la mayoría de las especificaciones para trabajos de terracerías, una estipulación es que el

contratista debe lograr un peso especifico seco por compactación en campo del 90% al 95% del peso

especifico seco máximo determinado en laboratorio por la prueba Proctor estándar o por la

modificada. Esta especificación es, de hecho, para una compactación relativa R, que se expresacomo:

Especificaciones en campo

Principios generales

Cuando se agrega agua al suelodurante la compactación, este actúacomo un agente ablandador de laspartículas de suelo, que hace que sedeslicen entre si y se muevan a unaposición de empaque mas denso.

El grado de compactación de un suelo se mide en términos de su peso especifico seco

Curva de compactación

Cuando se compacta un suelo bajo diferentes condiciones de humedad y siendo cualquiera elmétodo empleado, se relaciona las densidades con los porcentajes de humedad, lo que dacomo resultado una curva como la que se muestra.

Beneficios de la compactación de suelos

▪ Aumenta la capacidad de soporte del suelo.

▪ Reduce los asentamientos del terreno.

▪ Reduce la permeabilidad del suelo, elescurrimiento y la penetración del agua. Elagua fluye y el drenaje puede regularse.

▪ Reduce el esponjamiento y la contracción delsuelo, ya que si hay vacíos, el agua penetra yhabrá un esponjamiento en invierno ycontracción en verano.

▪ Impide los daños de las heladas, puesto queel agua se expande y aumenta el volumen alcongelarse, haciendo que pavimentos sehinchen y losas y estructuras se agrieten.

Prueba de Proctor

Prueba de Proctor

▪ Determinar el peso volumétrico seco ys Max (g/cm3 ) que pueda alcanzar unmaterial, así como la humedad optima wo (%) a la que debe hacerse la compactación

▪ Determinar el grado de compactación alcanzado por el material durante la construccióno cuando ya se encuentren construidos (los caminos, calles, aeropuertos, relacionando elobtenido en el lugar con peso volumétrico máximo Proctor .

QUE NOS PERMITE OBTENER LA PRUEBA PROCTOR ?

▪ Obtener pesos volumétricos máximos secos

▪ Humedades optimas según la energía por unidad de energía de un suelo compactado .

EQUIPOS UTILIZADOS EN EL LABORATORIO

EN QUE CONSISTE LA PRUEBA DE PROCTOR?

Consiste en el preparar el material para la prueba se obtiene por cuarteos una muestra de 3 kg previamente secado

La muestra debe pasar la malla nº 4

Hacer el mismo proceso hasta que se disgreguen las partículas en la malla nº10

Agregar agua necesaria hasta que presente una consistencia tal que a ser comprimida en la palma de la mano no deje partículas adheridas

Luego se mezclan el material y se hace el tamizado por la malla nº4

Se compacta la muestra en el molde cilíndrico en tres capas iguales

Luego se deja caer el pisón de 2.5 kg a una altura de 30 cm

Luego darle 25 golpes uniformes

Luego se extra la muestra y se compactada del cilindro y se pone a secar una pequeña cantidad del corazón de la muestra para determinar el porcentaje de humedad

Luego se hace el mismo procedimiento agregándole agua a la muestra y llevarla a el tamiz nº4 hasta que la muestra este muy húmeda y se presente una disminución apreciable en el peso del suelo compactado

Energia especifica de compactación 𝑘𝑔−𝑐𝑚

𝑐𝑚3

E=𝑊.𝐻.𝑁

𝑉

COMO SE CALCULA EL PESO VOLUMETRICO HUMEDO 𝑔

𝑐𝑚3 ?

Yh = 𝑝ℎ

𝑣𝑡= 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 ℎù𝑚𝑒𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 𝑒𝑛 𝑔

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 𝑒𝑛 𝑐𝑚

% HUMEDAD

W =𝑃ℎ

𝑉𝑇=𝑃𝐸𝑆𝑂 𝑀𝐴𝑇𝐸𝑅𝐼𝐴𝐿 𝐻𝑈𝑀𝐸𝐷𝑂

𝑉𝑂𝐿𝑈𝑀𝐸𝑁 𝐷𝐸𝐿 𝑀𝑂𝐿𝐷𝐸x 100

Ps=peso de material seco (cilindro entero)en gramos

Peso volumétrico seco g/cm3

▪

Ys=𝑃𝑠

𝑉𝑡=

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝑒𝑛 𝑔

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑐𝑚 3