Compactacion de suelos

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Compactacion de suelos

  1. 1. DEPARTAMENTO DEMECANICA DE SUELOS U N I V E R S I DA D N AC I O N A L D E I N G E N I E RI A FAC U LTA D D E I N G E N I E R A C I V I L I n g . G e r m a n Wa l te r Te l l o P a l a c i o s
  2. 2. COMPACTACION DE SUELOS1. DEFINICION La compactación en el proceso realizado generalmente por medios mecánicos por el cual se obliga a las partículas de suelo a ponerse mas en contacto con otras, mediante la expulsión del aire de los poros , lo que implica una reducción mas o menos rápida de las vacíos, lo que produce en el suelo cambios de volumen de importancia, principalmente en el volumen de aire, ya que por lo general no se expulsa agua de los huecos durante el proceso de compactación, siendo por lo tanto la condición de un suelo compactado la de un suelo parcialmente saturado.
  3. 3. 2. OBJETIVO El objetivo de la compactación es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería de la masa de suelos, con la finalidad de obtener un suelos de tal manera estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecánico adecuado a través de toda la vida útil de la obra.
  4. 4. 3. VENTAJAS  Aumenta la resistencia y capacidad de carga del suelo.  Reduce la compresibilidad y disminuye la aptitud para absorber el agua.  Reduce los asentamientos debido a la disminución de la relación de vacíos.  Reduce el efecto de contracción.  Mejora las condiciones de esfuerzo -deformación del suelo.
  5. 5. 4. DESVENTAJAS  La compactación muy intensa produce un material muy susceptible al agrietamiento.  Aumenta el potencial de hinchamiento (con la humedad) en suelos finos y el potencial de expansión por las heladas.
  6. 6. 5. CURVA DE COMPACTACION Cuando se compacta un suelo bajo diferentes condiciones de humedad y siendo cualquiera el método empleado, se relaciona las densidades con los porcentajes de humedad, lo que da como resultado una curva como la que se muestra:
  7. 7. Las curvas nos indican un máximo absoluto para el valor de ladensidad (MDS) y la humedad correspondiente a este punto(OCH).Cada suelo tiene su propia curva de compactación, que escaracterística del material y distinta de otros suelos.A la parte de curva situada en el lado izquierdo se le conocecon el nombre de rama seca y al de la derecha como ramahúmeda.
  8. 8. 6. ESTUDIO DE LA COMPACTACION DE SUELOS EN EL LABORATORIO La compactación se mide cuantitativamente por la densidad seca del suelo, en cual esta íntimamente relacionado con la densidad húmeda del suelo y el contenido de agua que posee este, estando estos valores influenciados por una seria de factores: • Humedad • Tipo de Suelo • Energía Especifica • El Método de Compactación • La Recompactación • La Temperatura y la Presencia de Otras Sustancias.
  9. 9. Energía Especifica o intensidad de compactación Cuando se emplea en el laboratorio la compactación por impacto la energía queda definida por: NnWh Ec = V Ec : Energía Especifica o Energía de Compactación N : Numero de golpes del pisón por cada capa n : Numero de capas W : Peso de pisón compactador h : Altura de caída del pisón V : Volumen total del molde de compactación
  10. 10. 7. COMPACTACION EN EL CAMPO La compactación de campo de acuerdo a la forma de aplicación de la carga puede clasificarse: a) Compactación por Amasado b) Compactación por Presión c) Compactación por Impacto d) Compactación por Vibración e) Compactación por Métodos Mixtos
  11. 11. a) Compactación por AmasadoLos equipos por amasado están constituidos básicamente por elrodillo pata de cabra, el cual se caracteriza por: La compactación se realiza de abajo hacia arriba, originando una mayor presión en el lecho inferior. Se recomienda compactar en capas de 0.30m de espesor, utilizando una penetración del vástago del 20% al 50% de su longitud de acuerdo a la plasticidad del suelo Se recomienda un numero mínimo de 24 pasadas. Son apropiados para suelo finos (cohesivos)
  12. 12. Rodillo Pata de Cabra
  13. 13. b) Compactación por PresiónLos equipos por presión están constituidos por los rodillos lisos yneumáticos, presentando las siguientes características:Rodillos Lisos En un rodillo liso la compactación se realiza de arriba hacia abajo disminuyendo con la profundidad de la capa. Se recomienda compactar en capas sueltas de 20cm. Se recomienda un número de 8 pasadas. Son utilizados principalmente en suelos gravosos y arenosos limpios así como para el acabado de la superficie superior de las capas compactadas y en los concretos asfálticos.
  14. 14. Rodillo Liso
  15. 15. Rodillos Neumáticos Las características de los equipos neumáticos que influyen en la compactación son: la presión del aire en los neumáticos y el área de contacto entre el neumático y el terreno. Se recomienda compactar en capas sueltas de 20cm. Se recomienda un numero de pasa de 16. Son aplicables principalmente a los suelos arenosos con finos poco plásticos, tratamientos superficiales, etc.
  16. 16. Rodillo Neumático
  17. 17. c) Compactación por impactoLos equipos por impacto están constituidos por los pisones. Son utilizados en áreas pequeñas. Se recomienda un numero de pasadas de 4. Son utilizados en los suelos plásticos o suelos granulares de granulometría apropiada.
  18. 18. Pisón de ManoPisón Vibratorio
  19. 19. d) Compactación por VibraciónLos equipos por vibración están representados por los rodillos vibrantes, loscuales presentan las siguientes características: Producen una disminución o casi suprimen el rozamiento entre los granos, teniendo una acción notable en la profundidad mas no así en la super ficie. Se pueden compactar capas hasta de 60cm en el caso de GP y GW con resultados positivos. Se recomienda compactar en capas de hasta 20cm Se recomienda un numero de pasadas mínimo de 8 Son recomendables para los suelos granulares y a las gravas con pocos finos plásticos ( en un orden de 10%) así como en la compactación de firmes modernos (gran angularidad) y arenas de granulometría cor tada.
  20. 20. Rodillos Vibratorios
  21. 21. e) Compactación por métodos mixtosLos equipos mixtos están representados por los rodillos lisosvibratorios.
  22. 22. 8. PRUEBAS DE LABORATORIO Las pruebas de laboratorio de acuerdo al método de compactación pueden ser de los siguientes tipos: a) Pruebas dinámicas • Proctor Estándar y Modificado • Impacto California • Británica Estándar • E-10 del Vs Bureau
  23. 23. b) Pruebas Estáticas o Precisión • Porter Sopc) Pruebas por Amasado • Miniatura Harvard • Hveend) Pruebas por Vibración • Mesa Vibratoriae) Pruebas Especiales • Pruebas Nucleares
  24. 24. Equipo Proctor Mesa Vibratoria
  25. 25. 9. CONTROL DE COMPACTACION La compactación se mide cuantitativamente por la densidad seca del suelo, la que presenta diferentes valores al ser medida en el campo y en laboratorio, debido a la diferencia de condiciones existentes. Por lo tanto un control de compactación se efectúa relacionando estos dos valores, lo que se conoce como grado de compactación: d G.C. (%) = ---------- x 100  d max d : Densidad Natural del Suelo  d max : Densidad Máxima Obtenida en Laboratorio
  26. 26. Es necesario indicar que la densidad seca no solamente esfunción de la compactación recibida sino de otros factorescomo: granulometría, humedad, efecto yunque, espesor realde la capa en un punto dado, angularidad, error accidentalde la medida, etc., los que varían de un punto a otrooriginando fluctuaciones en los resultados para una mismacalidad de compactación, siendo necesario unaaproximación de +/- 3 puntos y desviación de 0.08 gr/cm 3para suelos de grano fino y 0.16 gr/cm 3 para suelos degrano grueso.
  27. 27. Por la dispersión de resultados existentes se creo la CompactaciónRelativa o densidad Relativa para medir la compactación quealcanza el suelo en el campo, presentándose las siguientesrelaciones: e max - e nat Dr (%) = ------------------- x 100% e max - e min e max : Relación de Vacíos Máxima del Suelo cuando esta suelto e min : Relación de Vacíos Mínima del Suelo cuando esta compacto e nat : Relación de Vacíos Natural del Suelo insitu
  28. 28. Sabemos que: s e m ax = - 1  d min s e min = - 1  d m ax s e nat = - 1  d natR e e m p l a z a n d o s e o b t i e n e l a s i g u i e n te r e l a c i ó n : d m ax d nat - d m in Dr (%) = x x 100% d nat  d m ax -  d m in d nat : Densidad Natural del Suelo d max : D e n s i d a d M á x i m a O b te n i d a e n L a b o r a t o r i o d min : D e n s i d a d M í n i m a O b te n i d a e n L a b o r a t o r i o
  29. 29. 10. CONTROL EN EL TERRENO Consiste en determinar la densidad seca del suelo «insitu». Existen diferentes métodos entre los que mencionaremos: a. Método toma muestras b. Método del volumétrico c. Método del cono de arena d. Por medio de fluidos e. Por medio de membranas f. Método nuclear del balón de jebe
  30. 30. Método del Cono de Arena
  31. 31. 11. CONCLUSION Para obtener un Grado de Compactación adecuado se tiene que seguir la siguiente secuencia: Tipo de suelo Grado de Equipo de Prueba de Compactación Compactación Laboratorio

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