5 Compactacion

U N I V E R S I D A D C A T Ó L I C A B O L I V I A N A

“S A N P A B L O”

R E G I O N A L T A R I J A

Informe Nº 6

Compactación

CARRERA: Ingeniería Civil

MATERIA: Laboratorio de Mecánica de Suelos (CIV- 363)

DOCENTE: Ing. Adel Cortez Flores

ESTUDIANTE: Cristhian Soruco G.

FECHA: Tarija, 28 de marzo de 2010

DOCENTE: Ing. Adel Cortez Flores Laboratorio de Mecánica de Suelos (CIV- 363)

Introducción

Por medio de este ensayo se pretende obtener un dato teórico de la relación entre la humedad

y la densidad de los suelos compactados en un molde la cual ayudará a obtener un grado de

compactación. Este ensayo trata de simular las condiciones a las que el material está

sometido en la vida real, bajo una carga estática y el desarrollo de estos cálculos proveen

información valiosa para que el ingeniero disponga cuales son las condiciones ideales de

compactación del material y su humedad óptima.

La compactación (proceso mecánico por el cual se busca mejorar las características de

resistencia, compresibilidad y esfuerzo deformación de los mismos.) está relacionada con la

densidad máxima o peso volumétrico seco máximo del suelo que para producirse es

necesario que la masa del suelo tenga una humedad determinada que se conoce como

humedad óptima.

La importancia de la 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.

Por lo general las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales, tales como

cortina de presa de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, muelles,

pavimentos, etc. Algunas veces se hace necesario compactar el terreno natural, como en el

caso de cimentaciones sobre arena suelta.

Las ventajas que representa una compactación adecuada son:

a) El volumen de vacíos se habrá reducido a un mínimo y consecuentemente, su capacidad

de absorber humedad también se habrá reducido a un mínimo.

b) La reducción de vacíos se debe a que las partículas de menor tamaño han sido forzadas a

ocupar el vacío formado por las partículas más grandes. De allí que si una masa de

suelos está bien graduada, los vacíos o poros se reducirán prácticamente a cero y se

establecerá un contacto firme y sólido entre sus partículas, aumentando la capacidad del

suelo para soportar mayores pesos.

Estudiante: Cristhian Soruco G. - 2 -


I. Objetivo general

♦ Determinar mediante ensayos de laboratorio la relación Humedad – Densidad para un

esfuerzo de compactación dado, sobre las muestras de suelo en cuestión.

II. Objetivo específico

♦ Determinar la grafica para la obtención de la densidad seca máxima que pueda alcanzar un

material, así como la humedad óptima a que deberá hacerse la compactación.

III. Fundamento teórico

Compactación

El término compactación se utiliza en la descripción del proceso de densificación de un

material mediante medios mecánicos. El incremento de la densidad se obtiene por medio de

la disminución de la cantidad de aire que se encuentra en los espacios vacíos que se

encuentra en el material, manteniendo el contenido de humedad relativamente constante.

En la vida real, la compactación se realiza sobre materiales que serán utilizados para relleno

en la construcción de terraplenes, pero también puede ser empleado el material in situ en

proyectos de mejoramiento del terreno.

El principal objetivo de la compactación es mejorar las propiedades ingenieriles del material

en algunos aspectos:

· Aumentar la resistencia al corte, y por consiguiente, mejorar la estabilidad, de

terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.

· Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los asentamientos.

· Disminuir la relación de vacíos y, por consiguiente, reducir la permeabilidad.

Los métodos usados para la compactación de los suelos dependen del tipo de los materiales

con los que se trabaje en cada caso. Los suelos puramente friccionantes como la arena se

compactan eficientemente por métodos vibratorios y métodos estáticos; en cambio los suelos

plásticos, el procedimiento de carga estática resulta el más ventajoso. Los métodos usados

para determinar la densidad máxima y humedad óptima en trabajos de mantenimiento y

construcción de carreteras son los siguientes:

a) Proctor Standard



b) Proctor Modificado

c) Prueba Estática

♦ Proctor estándar y Modificado

La prueba consiste en compactar el material dentro de un molde metálico y cilíndrico de

dimensiones y forma determinadas, en varias capas y por caída libre de un pistón desde una

altura especificada.

Con este procedimiento de compactación R. R. Proctor estudió la influencia que ejercía en el

proceso el contenido inicial del agua en el suelo, encontrando que tal valor era de vital

importancia en la compactación lograda. En efecto observó que a contenidos de humedad

crecientes, a partir de valores bajos, se obtenían más altos pesos específicos secos y, por lo

tanto, mejores compactaciones del suelo, pero que esa tendencia no se mantenía

indefinidamente, sino que al pasar la humedad de un cierto valor, los pesos específicos secos

obtenidos disminuían, resultando peores compactaciones. Proctor puso de manifiesto que,

para un suelo dado y usando el procedimiento descrito, existe una humedad inicial llamada

"óptima", que produce el máximo peso específico seco que puede lograrse con este

procedimiento de compactación.

Existen dos variaciones del MÉTODO PROCTOR.

a) Proctor estándar o normal, con pistón de 5 ½ lb (2.49 kg.); h = 12’’; N = 25 golpes y 3

capas a compactar. El molde de φ= 4’’ y volumen 1/30 ft3.

b) Proctor modificado, con pistón de 10 lb (4.54kg.); h = 18’’; N = 25 golpes, y compactando

en 5 capas, con el mismo molde.

♦ Método estático

Uno de los métodos más conocidos, también llamado método California. Este método en

EE.UU. fue ampliamente utilizado y difundido, pero la tendencia actual es la de utilizar los

métodos llamados dinámicos (Proctor estándar y proctor modificado).

En suelos friccionantes las pruebas dinámicas producen una curva de compactación de una

forma inadecuada para la determinación de su peso volumétrico seco máximo y su humedad

óptima. Mientras que la prueba de compactación estática es la que nos da una información

exacta de los pesos volumétricos máximos y óptimos.



IV. Materiales y equipos:

Para la práctica de compactación se utiliza los siguientes materiales y equipos:

Materiales:

- Muestras de suelo para efectuar dos ensayos.

Equipos:

-Molde de compactación: Los moldes deberán ser cilíndricos de paredes sólidas fabricados

con metal. Además, un collar removible de 2 3/8" (60 mm) de altura aproximadamente a fin

de facilitar la compactación del as mezclas de suelo y agua, para que alcancen el volumen y

la altura deseada.

-Apisonador (martillo de Proctor): Operado a mano, las dimensiones y el peso varían de

acuerdo al método que se ha de utilizar, las características son las siguientes:

Para T 99- 70 (Standard) superficie lisa circular de 2.000±0.005 pulg. De diámetro y un peso

de 5.50±0.0216 lb. La altura de caída controlada es de 12±0.06 pulg.

Para T 180 (modificado); para este método se tiene las mismas características que para el T

99- 70 (Standard) excepto que el peso de 10 lb. En vez de 5.50.

-Regla: Una regla metálica de no menos de 10 pulg. de largo y borde biselado

longitudinalmente, para enrasar la muestra.

-Tamices: Nº 4 y ¾ pulg.

-Balanza con una sensibilidad de 0.1g.

-Horno con termostato con temperaturas de 110º C y ± 5º C para secado de muestras.

-Equipo para la mezcla: Recipiente o plancha, cuchara, espátula.

-Recipiente para determinar la humedad, de latón o similar.



V. Procedimiento general

Este procedimiento se lo realiza para los dos ensayos de proctor (estándar y modificado),

donde solo varía el número de golpes (25 golpes para estándar y 56 para modificado) por lo

que se detalla a continuación un procedimiento general para las dos muestras

1) Tomar unos 3 kg. de muestra

de suelo por recipiente para cada

uno de los cinco ensayos, esta

muestras (del mismo suelo) debe

estar seca al aire o en el horno, y

deben pasar el tamiz Nº 4. ó

¾ pulg.

2) A continuación agregar la cantidad de agua necesaria para cada uno de los cinco

recipientes (no se debe agregar la misma cantidad a cada

muestra sino se debe variar para tener una curva con % de

humedad distintos), amasando dichas muestras.

3) Pesar el molde de compactación sin el collarín.

4) Medir el molde de compactación para determinar su

volumen.

5) Proceder a colocar 1/3 de la muestra en el molde (dado que se usó un molde T 99 y un T

180 se procede a realizar el primer ensayo, retirar la muestra, e iniciar nuevamente con la

siguiente muestra hasta terminar), para luego compactar dicha muestra con 25 golpes del



martillo de proctor estandarizado para el molde T 99 ó 56 golpes del martillo de proctor

estandarizado para el molde T 180.

La forma de compactación para ambos casos (T 99 y T 180)

utilizando su respectivo martillo es la siguiente: Se coloca el

pistón de compactar con su guía (martillo), dentro del molde; se

eleva el pistón hasta que alcance la parte superior y se suelta

permitiendo que tenga una caída libre, se cambia de posición la

guía del martillo, se levanta y se deja caer nuevamente el pistón.

Se repite el procedimiento cambiando de lugar la guía de manera

que con 25 golpes se cubra toda la superficie. ( T 180, 56 golpes)

6) La operación de compactación descrita en el paso 5) se repite en las tres capas del

material.

7) Al terminar la compactación de las tres capas, se quita el collarín y con la regla metálica

se enraza la muestra al nivel superior del cilindro.

8) Pesar el molde con el suelo húmedo compactado.

9) Extraer una porción de muestra del suelo húmedo compactado,

colocarlo en una tara y pesarlo.

10) Llevar la muestra con la tara al horno a una temperatura de

100 a 110º C, dejar secar 24 hrs y pesar.



VI. Ensayo Proctor modificado T 180

A) Datos obtenidos

1) Proctor modificado T 180

♦ % de humedad

δd = Wms−Wm

Vm(100−w)∗100

Donde:

Wms = Peso del molde con su base y sin collar, mas el suelo húmedo compactado.

Wm= Peso del molde vacio, con su base y sin collar.

w= Contenido de humedad en %.

Vm= Volumen del molde.

(Wm) Molde T 180 (g.) 6859(Vm) Volumen molde (cm3) 2124

Nº de golpes por capa 56

SAN LUIS

N º DE MUESTR

A

Wms Peso compactado

húmedo+base (g.)

Peso de muestra

seca

Peso del

agua

w % de humedad

DENSIDAD SECA (G/CM3)

1 16769 86,8 13,2 15,20 5,50

2 16651 84,09515,905 18,91 5,68

3 16659 83,05 16,95 20,40 5,79



ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO T 180

15.2 18.91 20.45.35

5.4

5.45

5.5

5.55

5.6

5.65

5.7

5.75

5.8

5.85

% DE HUMEDAD

DEN

SIDA

D SE

CAδd

B) Conclusiones

De la gráfica Densidad seca δd vs. % de humedad podemos concluir lo siguiente:

♦ La Densidad max (δd max ) es igual a 5,78 g/cm3 para un % de humedad óptima igual a

20,4 %.



CATEDRAL

N º DE MUESTR

A

Wms Peso compactado

húmedo+base (g.)

Peso de muestra

seca

Peso del

agua

w % de humedad

DENSIDAD SECA (G/CM3)

1 14079 82,07 17,93 21,84 4,34

2 16919 70,02 29,98 42,81 8,28

3 16791 82,8 17,2 20,77 5,90

21.84 42.81 20.770

1

2

3

4

5

6

7

8

9

% DE HUMEDAD

DEN

SIDA

D SE

CAδd

B) Conclusiones

De la gráfica Densidad seca δd vs. % de humedad podemos concluir lo siguiente:

♦ La Densidad max (δd max ) es igual a 8,4 g/cm3 para un % de humedad óptima igual a

42,81 %.



VII. Conclusiones generales

♦ La prueba de compactación Proctor es muy sencilla y rápida de realizar, lo único que

puede retrasar esta prueba es la obtención del contenido de humedad. En lo que se refiere al

procedimiento no presenta mayor problema debido a que es repetitiva además de que no

requiere equipo de gran tamaño o difícil de maniobrar.

♦ Con esta prueba se obtiene la humedad óptima de compactación así como, densidad seca

máxima, con la finalidad de obtener una buena compactación en campo si se reproducen las

condiciones en las que se realiza la práctica en el laboratorio; ofrece resultados confiables

que si realmente se cumplen en campo se pueden obtener resultados satisfactorios.

VIII. Bibliografía

♦ Merritt F., Loftin M.K., Ricketts J., “Manual del Ingeniero Civil”

♦ “Mecánica de suelos” © Octubre 1981 y © Junio de 1984 Universidad Nacional Pedro

Henríquez Ureña, Santo Domingo, República Dominicana © Mayo 1994, Universidad

Nacional Pedro Henríquez Ureña, Santo Domingo, República Dominicana

♦ infos.civilserve.com/ESP/GGU/Cap_GGU-Labor.pdf


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