COMPACTACION:

LA COMPACTACION DE SUELOS CONSTITUYE UN CAPITULO EMPORTANTE Y

SE HALLA INTIMANTE RELACIONADO DE LA PAVIMENTACION DE LA

CARRETERA, VIAS URBANAS Y PISTAS DE ATERRISAJE.

LA FALATA DE UN ABUENA COMPACTACION ES LA CAUSA DE FALLO

EN PAVIMENTOS, LA ESTABILIDAD EN UNA OBRA VIAL EXIJE

QUE LOS TERAPLENES Y DIFERENTES CAPAS DE SUBPAVIMENTO SE

HALLEN DEBIDAMENTE COMPACTADAS. ESTA COMPACTACION DEBERA

EFECTUARSE MEDIANTE EQUIPOS ESPECIALES: APLNADORAS

RODILLOS LISOS DE LLANTAS , PATA DE CABRA, ETC.

A FIN QUE UN SUELO ALCANSE LA MAYOR DENSKIDA POSIBLE EN

TERRENO , DEBERA TENER UNA HUMEDADA ADECUADA EN EL

MOMENTO DE SU COMPACTACION ESTA HUMEDAD PREVIAMENTE

DETERMINADA EN UN LABORATORIO DE SUELOS SE LLMA HUMEDAD

OPTIMA , Y LA DENSIS}DAD OBTENIDAD SE CVONOCE

COMO EL NOMBRE DE DENSIDA MAXIMA.

-TEORIA DE COMPACTACION

SABEMOS K UN SUELOS ESTA FORMADO POR PARTICULAS DE TAMAÑOS

Y FORMAS VARIADAS Y K ENTRES EXISTEN ESPACIOS HIPER

GRANULARES LLAMADASD VACIOS QUE SE HALLAN LLENOS

DE AIRE ,AGUA O DE AMBAS ALA VEZ.

ASI MISMO SABEMOS QUE CUANDO UNA MASA DE tierra esta

en estado suelto ocupa mayor volumen , por k tiene

mayor numero de vacios en cambio cuando apretujamos

o comprimimos esta mass se hace mas compacta y

obserbanos un decrecimiento del volumen total a

causa de la disminucion de vacios esta accion de

comprimir una massa de tierra se llama compactacion

*ventajas de la compactacion

a)se establece un contacto mas firme entre las particulas .

b)las particulas de menor tamaño son forzadas a ocupar

los vacios formadas por los de mayor dimensioon

c)cuando un suelo esta compactado aumenta su valor

de soporte y se hace mas estable.

d) cuando las particulas estan finalmente

adheridas despues de la compactacion la masds del

suelo sera mas densa y su volumen de vaciOs

kedara recucido aun minimo

por lo tanto la capacidad absorbente

" agua" de un suelo kedara reducido por efecto dela compactacion

para obtener una adecuada compactacion sera

necesario lubricar la masas y disminuir ,

disminuir asi ala resistencia ala friccion existente

entre particulas ase controlarse la cantidad de agua

al compactar un suelo si es insuficiente no habra

buena lubricacion y si es execiva la fuerzas hidrostaticas

emnpujaran y tenderan a separar las particulas

por lo tanto ese hace necesario calcular la cantidad

de agua o sea la humedad optima k debera tener un suelo

a fin de tener una buena lubricacion k permita el

DENSIDAD INSITU:

El concepto básico se refiere a la medida

de la densidad en el terreno. Esta puede

hacerse extrayendo una muestra de la capa

compactada y midiendo el volumen del hueco dejado

por el material extraído.

Es sabido que la compactación se aplica a

suelos con el fin de mejorar sus características de

compresibilidad, relación esfuerzo-deformación

y resistencia. Atendiendo al problema de

compactación para la formación de estructuras

para vías terrestres, que es uno de los usos

más corrientes e importantes de los materiales

compactados, las características de éstas

pueden medirse con base en el laboratorio.

Sin embargo, para verificar si el terreno que va

ha servir de capas del pavimento a construirse

ha sido debidamente compactado, deben

determinarse la densidad y la humedad

del material, a fin de comparar estos resultados con

la densidad máxima y la humedad óptima

obtenidas previamente en laboratorio.

En las especificaciones de construcción,

la calidad requerida del suelo compactado se fija

generalmente en términos de la densidad seca máxima

y no en función de la compresibilidad y resistencia

que posea el material compactado; esto es debido tanto a

cuestiones de orden práctico, de igual forma se

exige un control del contenido de agua de

los suelos durante la compactación.

En las especificaciones de construcción,

la calidad requerida del suelo compactado se fija

generalmente en términos de la densidad

seca máxima y no en función de la

compresibilidad y resistencia que posea

el material compactado; esto es debido tanto a

cuestiones de orden práctico, de igual

forma se exige un control del contenido de agua de

los suelos durante la compactación.

-METODOS:

a) Método del Aceite.

b) Método volumétrico.

c) Método de sacamuestras.

d) Método de la arena.

e) Método nuclear.

F)Por el método de la bolsa:

Para poder realizar este método es

necesario tener la superficie que se

va excavar lo más plana posible.

*Se procede a realizar un agujero en la

base de la calicata teniendo mucho cuidado

al sacar el material extraído y poniéndolo en una bolsa.

*Utilizando la balanza pesamos el material

extraído y se anota la cantidad.

*Seguidamente se coloca una bolsa de plástico

encima del agujero tratando de llenar todo el espacio.

*Por medio de las jarras graduadas se comienza

a echar agua cuidadosamente en el agujero.

*Se llena con agua hasta que cubra dicho hueco y

se anota el volumen utilizado.

*Teniendo ya los datos anteriores anotados, se

procederá a realizar los cálculos respectivos.

G)Por el método del cono de densidad:

MATERIALES:

*Cono de Arena

*Base porta cono

*Arena normalizada

*Balanza de masa 15 Kg. como mínimo

*Tamices Nro. 10 y 20

*Envase (recipiente con tapa)

*Accesorios (picota, cincel, combo, brocha, etc.)

*Bolsas plásticas

Ya que las calicatas realizadas solo tenían

estratos correspondientes a grava no se

pudo realizar el ensayo de densidad in situ por

el método del cono de densidad, pero este método

se tomará como referencia.

*Primero se pesa el cono de densidad con

arena y se anota el dato obtenido.

*Se procede a ubicar la placa del cono de

densidad de manera que este nivelada y estable.

*Seguidamente se excavar un hoyo de 10 a 15 cm,

utilizando la placa ya ubicada anteriormente.

*Todo el material removido se va colocar en

una bolsa hermética para conservar la humedad

y se procede a pesar anotando el dato.

*Teniendo cerrada la válvula que tiene el cono

de arena, se voltea boca abajo el instrumento

sobre la placa del cono y se abre la válvula

esperando que la arena que se encuentra en el

frasco del cono deje de caer en el hoyo.

*Después de esperar unos minutos y dejar que

caiga la arena del frasco, se procede a cerrar

la válvula y levantar el instrumento.

*Luego se pesa el cono de arena, para posteriormente

realizar los cálculos respectivos y

determinar el volumen del agujero.

*Finalmente para el volumen del cono se

requiere pesar el aparato de densidad y

teniendo una superficie plana, cerrar la válvula,

voltear el cono y dejar caer arena hasta que pare.

Pesar nuevamente el cono de densidad y en gabinete

teniendo el peso específico de la arena,

se determinará el volumen del mismo.

FORMULAS:

DENSIDAD DE LA MASA = (PESO DE LA MASA/VOLUMEN DE LA MASA)

PESO DE LA ARENA EN EL HOYO = (PESO DE LA ARENA + FRASCO - PESO DE LA ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO - PESO DE LA ARENA EN EL ENBUDO)

VOLUMEN DEL HOYO = (PESO DE LA ARENA EN EL HOYO/DENSIDAD DE LA ARENA)

DENSIDAD ARENA HUMEDA = (PESO DE LA MUESTRA HUMEDA NETA/VOLUMEN DEL HOYO)

ENSAYO CBR

En 1929 por los ingenieros Stanton y Porter del

departamento de carreteras de California presentaron

este método. Desde esa fecha tanto en Europa

como en América, el método CBR se ha generalizado y

es una forma de clasificación de un suelo para

ser utilizado como sub rasante o material de

base en la construcción de carreteras.

Este método de ensayo fue utilizado en la segunda

guerra mundial principalmente en la construcción de aeropuertos.

C = California

B = Bearing

R = Ratio

-Relación de soporte de california

¿PARA QUE SIRVE EL ENSAYO CBR?

Mide la resistencia al esfuerzo cortante de

un suelo y para poder evaluar la calidad del

terreno para sub rasante, sub base y base de pavimentos.

También se dice que el cbr de un suelo es

la carga unitaria que corresponde a 0.1” y 0.2”

de penetración y que su valor se expresa en %.

-El método CBR comprende los 3 ensayos siguientes:

Determinación de la densidad y humedad.

Determinación de las propiedades expansivas del material.

Determinación de la resistencia a la penetración.

-Tipos de CBR

A. Determinación del CBR de suelos perturbados y remoldados:

Gravas y arenas sin cohesión.

Suelos cohesivos, poco plásticos y poco o nada expansivo.

Suelos cohesivos y expansivos.

B. Determinación del CBR de suelos inalterados.

C. Determinación del CBR in situ.

-EQUIPOS:

*PRENSA HIDRAULICA:

para la expancion: (recuerda que ay una reloj medidor

que mide la presion. ver figura de izqueirda a derecha

tubo presiona plato soporta)

*PLACA DE METAL PERFORADA, TRIPODE

-PARA LA PRUEBA DE PENETRACION:

+PISTON DE PENETRACION:

*Cilíndrico, metálico de 50 ± 0,5 mm de diámetro ,

y no menor que 100 mm de largo.

*Área de 1935 mm² y con longitud necesaria para

realizar el ensayo de penetración con las sobrecargas .

+DIALES (DEFORMIMETROS) (RELOJ)

*Con recorrido mínimo de 25 mm y divisiones

lecturas en 0.025 mm, uno de ellos provisto

de una pieza que permita su acoplamiento en

la prensa para medir la penetración del pistón en la muestra.

-PROCEDIMIENTO:

+PREPARACION DE LA MUESTRA:

*Se prepara una muestra de tamaño igual o superior a 56 kgs

*Esta muestra deberá secarse al aire o en un horno,

a una temperatura menor que 60 º C,

hasta que se vuelva desmenuzable.

*La muestra se pasa por el tamiz de 3/4”

descartando el material retenido .

*Se reemplaza dicho material por una masa igual

de material que pasa por el tamiz de

20 mm y queda retenido en el tamiz de 4.75 mm.

tomada de la porción no utilizada de suelo original.

*Una vez obtenida la muestra de ensayo, se selecciona

una porción representativa de unos 35 kg para realizar

el ensayo de compactación Proctor .

*El resto de la muestra, se divide en tres

porciones de unos 7 k g cada una.

*Se determina la humedad óptima y la densidad

máxima por medio del ensayo de compactación elegido.

*Se compacta un número suficiente de

especímenes con variación en su contenido de agua.

*Dichos especímenes se preparan con diferentes

energías de compactación (Proctor Estándar,

la del Proctor Modificado y una Energía

Inferior al Proctor Estándar)

*Los resultados se grafican en un diagrama

de contenido de agua contra peso unitario.

*Sacar la placa base perforada y el disco

espaciador y pesar el molde con el suelo

compactado. Restar el peso del molde determinando

la masa del suelo compactado (M).

*Determinar la densidad de la muestra antes de la

inmersión, dividiendo la masa de suelo compactado

por la capacidad volumétrica del molde (v).

*FORMULA: DENSIDAD DE LA MUESTRA= (MASA/ VOLUMEN) gr/cm3

+COMPACTACION DE PROBETAS CBR:

*Normalmente se compactan de tres a cinco

probetas en un rango de 95 a 100 % de la

máxima densidad seca determinada según el ensayo Proctor.

*Cada porción de suelo, se debe mezclar

con una cierta cantidad de agua para

obtener la humedad óptima.

*Una vez que se haya pesado el molde (Mm)

y verificado su volumen (Vm) , se coloca el

disco espaciador sobre la placa base , se fija el

molde con el collarín sobre la placa y se coloca

un disco de papel filtro sobre el disco espaciador .

*Dentro del molde se compacta mediante 5 capas

cada una de las porciones de suelo húmedo, utilizando

para cada porción una energía de compactación

distinta (N º de golpes ) , de manera que la densidad

a la cual se desee determinar el CBR que de

comprendida entre las densidades de dos probetas .

*Se compactarán con 56, 25 y 10 golpes respectivamente.

*Al comienzo y al final de la compactación deberán

tomarse 2 muestras representativas de suelo para

calcular el contenido de humedad. La determinación

del contenido de humedad se debe hacer de

acuerdo con la norma INV E – 122.

+DETERMINACION DE LA DENSIDAD Y HUMEDAD:

Preparar una muestra que tenga la misma

densidad y humedad que se proyecta alcanzar

en el sitio donde se construirá el pavimento.

Procedimiento:

*En el molde cilíndrico se coloca el disco

espaciador y papel filtro grueso 6”.

*La muestra se humedece añadiendo una cantidad

de agua calculada. La humedad entre

dos muestras debe variar en 2%.

*La muestra se divide en 5 partes. Se compacta en

5 capas con 10, 25 y 56 golpes / capa.

*La briqueta compactada deberá tener un espesor de 5”.

*Se quita el collarín, se enrasa la parte

superior del molde, se volteará el molde y

*se quitará la base del molde perforada y el disco espaciador.

*Se pesará el molde con la muestra, se determinará

la densidad y la humedad de la muestra.

+HUMEDAD DEL MEZCLADO

*Es un factor importante en suelos finos y debe

controlarse debidamente.

*El contenido de humedad de la muestra amasada

que se va a compactar, deberá serigual al

correspondiente a la densidad que se desea obtener.

+INMERSION:

*Finalizada la compactación, se retira el collarín y

se enrasa el suelo al nivel del borde del molde,

rellenando los huecos dejados por la eliminación del

material grueso con material de menor tamaño.

Se retiran la placa base perforada, el disco espaciador

y se pesa el molde con el suelo compactado (W1).

*Se coloca sobre la superficie de la muestra

invertida la placa perforada con vástago, y,

sobre ésta, los anillos necesarios para completar

una sobrecarga tal, que produzca una presión

equivalente a la originada por todas las capas

de pavimento que hayan de ir encima del suelo

que se ensaya, la aproximación quedará dentro

de los 2.27 kg correspondientes a una pesa.

*En ningún caso, la sobrecarga total será menor de 4.54 kg. (10lb)

*Durante todo el tiempo de inmersión el

nivel de agua se debe mantener constante.

*Registrada la lectura final del comparador

de dial (Lf), Se deja escurrir el molde

durante 15 minutos en su posición normal y

se retiran las sobrecargas y la placa perforada.

*Inmediatamente, para determinar el peso

del molde más el suelo compactado y

saturado (W 2) y se procede al ensayo de penetración.

{Al término del periodo de inmersión tomar

las mediciones finales de la expansión y

calcularla como un porcentaje de

la altura inicial de la probeta.

FORMULA: %EXPANsION= (EXPANSION/116.4)X EXPANSION EN (mm)

*Es importante que no transcurra más tiempo

que el indispensable desde cuando se retira

la sobrecarga hasta cuando se vuelve a

colocar para el ensayo de penetración.

*Retira las cargas y la placa base perforada,

pesar el molde con el suelo. Restar la masa

del molde determinando la masa del suelo

compactado después de la inmersión (Mi).

*Obtener la densidad correspondiente, dividiendo

la masa de suelo compactado por la capacidad

volumétrica del molde (v):

FORMULA: DENSIDAD(i) = (Mi/V)

Las especificaciones establecen que los materiales de préstamo para:

*Sub base deben tener expansiones menores de 2%

*Base deben tener expansiones menores de 1%

Como dato informativo observar el hinchamiento versus el CBR:

*Suelo con hinchamiento 3% o mas, generalmente tienen CBR < 9 %

*Suelo con hinchamiento 2% como máximo tienen CBR ³ 15%

*Suelos con hinchamiento < 1% tienen generalmente CBR > 30%.

+PENETRACION:

*Se coloca sobre el espécimen las mismas

sobrecargas que tuvo durante el período de

inmersión. Para evitar el empuje hacia arriba

del suelo dentro del agujero de las pesas de

sobrecarga, es conveniente asentar el pistón

luego de poner la primera sobrecarga sobre la muestra.

Para ello, previamente se ha llevado el conjunto a

la prensa y colocado el pistón de penetración

en el orificio central de la sobrecarga anular .

Después de aplicar la carga de asentamiento se

coloca el resto de las sobrecargas alrededor del pistón.

*Para evitar el solevantamiento del suelo en la

cavidad de las carga ranuradas se coloca en

primer lugar la carga anular sobre la superficie

del suelo, antes de apoyar el pistón de penetración,

y después se colocan las cargas restantes.

*Se apoya el pistón de penetración con una

carga lo más pequeña posible (no debe

exceder de 45 Newton. Seguidamente, se sitúan

en cero los diales medidores, el del anillo

dinamométrico, u otro dispositivo para medir la

carga, y el de control de la penetración.

Para evitar que la lectura de penetración

se vea afectada por la lectura del anillo

de carga, el control de penetración se deberá

apoyar entre el pistón y la muestra o el molde.

*Se aplica la carga sobre el pistón de

penetración mediante el gato o mecanismo

correspondiente de la prensa, con una velocidad

de penetración uniforme de 1.27 mm (0.05") por minuto.

Las prensas manuales no preparadas para trabajar

a esta velocidad de forma automática se controlarán

mediante el deformímetro de penetración y un cronómetro.

PENETRACION

MILIMETROS PULGADAS

0.63 0.025

1.27 0.050

1.91 0.075

2.54 0.100

3.18 0.125

3.81 0.150

5.08 0.200

7.62 0.300

7.62 0.400

10.16 0.400*

12.70 0.500*

ESO SOLO SE HACE PARA DEFINIR LA CURVA PERO NO ES INDESPENSABLE

*Una vez hincado el pistón hasta 0.50 pulgada,

se suelta la carga lentamente.

*Finalmente, se retira el total de la muestra

de suelo del molde y se determina el

contenido de humedad de la capa superior,

con una muestra de 25 mm de espesor.

*Si se desea determinar la humedad promedio,

se deberá extraer una muestra que abarque

el total de la altura del molde.

*Su masa deberá ser de al menos 100 g si el suelo

ensayado es de grano fino y de 500 g si es granular.

proctor modificado

compactacion:

En mecánica de suelos, el ensayo de compactación

Proctor es uno de los más importantes

procedimientos de estudio y control de

calidad de la compactación de un terreno.

A través de el es posible determinar la

compactación máxima de un terreno en relación

con su grado de humedad, condición que optimiza

el inicio de la obra con relación al costo y

el desarrollo estructural e hidráulico.

Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados;

el "Ensayo Proctor Normal", y el "Ensayo Proctor Modificado".

La diferencia entre ambos estriba en la distinta energía utilizada,

debido al mayor peso del pisón y mayor altura de caída en el Proctor modificado.

Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre,

Ralph R. Proctor (1933), y determinan la máxima densidad

que es posible alcanzar para suelos o áridos, en unas

determinadas condiciones de humedad, con la

condición de que no tengan excesivo porcentaje

de finos, pues la prueba Proctor está limitada a

los suelos que pasen totalmente por la malla

No 4, o que tengan un retenido máximo del 10 %

en esta malla, pero que pase (dicho retenido)

totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material

tenga retenido en la malla 3/8” deberá determinarse

la humedad óptima y el peso volumétrico seco

máximo con la prueba de Proctor estándar.

El ensayo consiste en compactar una porción de

suelo en un cilindro con volumen conocido,

haciéndose variar la humedad para obtener el

punto de compactación máxima en el cual se

obtiene la humedad óptima de compactación.

El ensayo puede ser realizado en tres niveles de

energía de compactación, conforme las especificaciones

de la obra: normal, intermedia y modificada.

Y= (n)(N)(P)(H)/H

Y= ENERGIA APLICADA

n= numero de capas a ser compactadas

N= NUMNERO DE GOLPES APLICADAS POR CAPA

P= PESO DEL PISON

H=ALTURA DE LA CAIDA DEL PISON

V=VOLUMEN DEL CILINDRO

El Grado de compactación de un terreno se

expresa en porcentaje respecto al ensayo Proctor;

es decir, una compactación del 85% de Proctor

Normal quiere decir que se alcanza el 85% de

la máxima densidad posible para ese terreno.

Las principales normativas que definen estos

ensayos son las normas americanas ASTM D-698

(ASTM es la American Society for Testing Materials,

Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales)

para el ensayo Proctor estándar y la ASTM D-1557

para el ensayo Proctor modificado. En España existen

las normas UNE 103-500-94 que define el ensayo de

compactación Proctor normal y la UNE 103-501-94 que

define el ensayo Proctor modificado.

E-030 : Diseño Sismo resistente. (norma)

Esta Norma establece las condiciones mínimas

para que las edificaciones diseñadas

según sus requerimientos tengan un

comportamiento sísmico acorde con los

principios señalados en el Artículo 3.

a.La estructura no debería colapsar, ni

causar daños graves a las personas debido

a movimientos sísmicos severos que

puedan ocurrir en el sitio.

b.La estructura debería soportar movimientos

sísmicos moderados, que puedan ocurrir en

el sitio durante su vida de servicio,

experimentando posibles daños

dentro de límites aceptables.

Se aplica al diseño de todas las edificaciones

nuevas, a la evaluación y reforzamiento de las

existentes y a la reparación de las que resultaren

dañadas por la acción de los sismos.

Para el caso de estructuras especiales tales

como reservorios, tanques, silos, puentes,

torres de transmisión, muelles, estructuras hidráulicas,

plantas nucleares y todas aquellas cuyo

comportamiento difiera del de las edificaciones,

se requieren consideraciones adicionales que

complementen las exigencias aplicables

de la presente Norma.

Además de lo indicado en esta Norma,

se deberá tomar medidas de prevención contra

los desastres que puedan producirse como

consecuencia del movimiento sísmico: fuego, fuga

de materiales peligrosos, deslizamiento

masivo de tierras u otros.

E - 050 : Suelos y Cimentaciones

El objetivo de esta Norma es establecer los

requisitos, desde el punto de vista de la

Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones,

para la ejecución de Estudios de Mecánica de

Suelos (EMS), con fines de cimentación de

edificaciones y otras obras indicadas en esta Norma.

Los EMS se ejecutarán conla finalidad de asegurar

la estabilidad y para promover la utilización

racional de los recursos.

Ámbito de Aplicación. La presente Norma técnica

es aplicable a los EMS para la cimentación de

edificaciones y otras obras indicadas en esta

Norma. Su obligatoriedad se reglamenta en esta

misma Norma y su ámbito de aplicación

comprende todo el territorio Nacional.

Las exigencias de esta Norma se consideraran mínimas.

La presente Norma no toma en cuenta los

fenómenos de geodinámica externa o en los

casos que haya presunción de las existencias

de ruinas arquitectónicas; galerías u

oquedades subterráneas de origen natural

o artificial. En estos casos deberán

ejecutarse estudios específicamente

orientados a confirmar y solucionar dichos problemas.

E-0.50: SUELOS Y CIMENTACIONES.

Suelos y Cimentaciones: El objetivo de esta norma

es establecer los requisitos para la ejecución,

de edificaciones y otras obras indicadas en esta

norma. El Estudio de Mecánica de Suelos

(EMS) se ejecutará con la finalidad de asegurar

la estabilidad y permanencia de las obras y

para promover la utilización racional de los recursos.