Compactacion Teoria LSL

NOTAS DE CLASE ING. LUISA SHUAN LUCAS

MECNICA DE SUELOS I - SEPARATA COMPACTACIN

Notas de Clase Suelos I - Ing. L. Shuan L. 1

COMPACTACIN DE SUELOS DEFINICIN

Es el proceso realizado generalmente por medios mecnicos, por el cul

se produce una densificacin del suelo, disminuyendo su relacin de

vacos. El objetivo de la compactacin es el mejoramiento de las

propiedades geotcnicas del suelo, de tal manera que presente un

comportamiento mecnico adecuado.

Vv 1 > Vv 2

ggd1 < ggd2 e1 > e2

- Aumento de resistencia y capacidad de carga

- Reduccin de la compresibilidad

- Disminucin de vacos.

- Mejora el comportamiento esfuerzo-deformacin del suelo.

- Incremento de estabilidad de taludes de terraplenes

- Terraplenes para caminos y ferrocarriles

- Cortinas para presas de tierra

- Diques

- Pavimentos

- Mejoramiento de terreno natural para cimentacin

Compactacin

Vv2

Vs Vs

Vv1

VENTAJAS

APLICACIN




FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIN

1. Tipo de Suelo

v Tiene influencia la granulometra del suelo, forma de sus

partculas, contenido de finos, cantidad y tipo de minerales

arcillosos, gravedad especfica, entre otros.

v De acuerdo a la naturaleza del suelo se aplicarn tcnicas

adecuadas en el proceso de compactacin

v En laboratorio, un suelo grueso alcanzar densidades secas altas

para contenidos ptimos de humedad bajos, en cambio los suelos

finos presentan valores bajos de densidades secas mximas y altos

contenidos ptimo de humedad.

TIPOS DE CURVAS DE COMPACTACIN PARA DIVERSOS SUELOS




2. Energa Especfica

La energa especfica es la presin aplicada al suelo por unidad de

volumen, durante cualquier proceso de compactacin. En laboratorio, la

compactacin por impacto queda definida por:

VNnWhEc =

donde:

E : Energa Especfica

N : Nmero de golpes del pisn por capas

n : Nmero de capas

W : Peso del pisn compactador

h : Altura de cada del pisn

V : Volumen total del molde de compactacin.

Ensayo Prctor Modificado : Ee = 27.2 kg-cm/cm3

Ensayo Prctor Estndar : Ee= 6.1 kg-cm/cm3

El empleo de una mayor energa de compactacin permite alcanzar

densidades secas mayores y ptimos contenidos de humedad menores,

esto se comprueba al analizar los resultados obtenidos con las pruebas

Proctor Estndar y Proctor Modificado.




EFECTOS DE LA ENERGA DE COMPACTACIN SOBRE LA

COMPCTACIN DE UNA ARCILLA ARENOSA




3. Mtodo de Compactacin

En el campo y laboratorio existen diferentes mtodos de compactacin.

La eleccin de uno de ellos influir en los resultados a obtenerse.

4. La Recompactacin

En laboratorio, a veces se acostumbra a utilizar un mismo especmen

para obtener todos los puntos de la curva, esto causa una deformacin

volumtrica de tipo plstico que causan las sucesivas compactaciones.

La compactacin muy intensa puede producir un fracturamiento de las

partculas y originar un material susceptible al agrietamiento.

5. Humedad

v La humedad que nos permite alcanzar una compactacin ptima es el

ptimo contenido de humedad, la cul nos permitir alcanzar la

densidad seca mxima.

v Si el contenido de humedad est por debajo del ptimo, el suelo es

rgido y difcil de comprimir, originando densidades bajas y contenidos

de aire elevados. Cundo est por encima del ptimo, el contenido de

aire se mantiene pero aumenta la humedad produciendo la

disminucin de la densidad seca.

6.- Sentido de recorrido de la escala de humedad

En las pruebas de laboratorio, tiene influencia tambin el sentido en que

se recorre la escala de humedades al efectuar la compactacin, se

obtienen curvas diferentes si se compacta comenzando con un suelo

hmedo y luego se va agregando agua, si se empieza con un suelo

hmedo y luego se va secando.




En el primer caso se obtienen densidades secas mayores ya que al

agregar el agua est tender a quedar en la periferia de los grumos,

penetrando en ellos despus de un tiempo, por lo tanto la presin capilar

entre los grumos es pequea favoreciendo la compactacin.

En el segundo caso se obtienen densidades secas menores, ya que al

evaporarse el agua e irse secando el suelo, la humedad superficial de los

grumos se hace menor que la interna, aumentando la presin capilar

haciendo mas difcil la compactacin.

7. Temperatura y presencia de otras sustancias

Dependiendo de la temperatura puede producirse la evaporacin

condensacin del agua, la presencia de sustancias extraas, puede

tambin producir variacin del resultado en la obtencin de la densidad

seca.

CURVA DE SATURACIN

La curva de saturacin representa las densidades de un suelo en estado

de saturacin, es decir cuando el volumen de vacos es cero, razn por la

cul se le conoce tambin como Curva de cero vacos de aire

Esta curva es prcticamente paralela a la rama derecha de la curva de

compactacin y vara en funcin del peso especfico de slidos del

material.

Las curvas de saturacin se obtienen aplicando la frmula:

wgwg

s

sd S

S+

=1




COMPACTACIN EN CAMPO

La energa necesaria para compactar un suelo en campo puede

aplicarse de las siguientes formas:

v Por amasado

v Por presin

v Por impacto

v Por vibracin

1.- Compactadores por amasado : Rodillos pata de cabra

Los rodillos pata de cabra, concentran su peso en un conjunto de

protuberancias que penetran en el suelo. Es efectivo para la

compactacin en suelos cohesivos, produce una distribucin uniforme de

la energa de compactacin y una buena liga entre capas sucesivas.

2. Compactacin por presin: rodillos lisos y neumticos

Los rodillos lisos son adecuados para suelos arenosos y gravosos, se

utiliza tambin para el acabado final de la superficie superior de las

capas compactadas.

Los rodillos neumticos se utilizan en suelos arenosos con finos poco

plsticos, su accin combina el efecto de presin y amasamiento.

3. Compactacin por vibracin : Rodillos vibratorios

Son eficientes en la compactacin de suelos granulares, permite la

compactacin con capas de espesor mayor que con el uso de otros tipos

de rodillos. Los rodillos vibratorios de gran peso, pueden emplearse

ventajosamente en rellenos de enrocado. En estos equipos los

vibradores se unen a los rodillos lisos, neumticos a los pata de cabra

para proporcionar efectos vibratorios al suelo.




CONCLUSIONES

v La compactacin reduce la compresibilidad, los asentamientos, el

efecto de contraccin, aumenta su resistencia y mejora el

comportamiento esfuerzo-deformacin del suelo.

v Aumenta el potencial de hinchamiento en los suelos finos

expansivos, al aumentar la densidad del suelo produce un

incremento de la fuerza de expansin.

v Los factores que influyen en la compactacin de suelos en

laboratorio y campo son: la humedad, tipo de suelo, energa de

compactacin, mtodo de compactacin.

v En laboratorio y campo, cuando un suelo se encuentra muy por

debajo o por encima del OCH, se obtienen densidades pequeas.

Cuando se encuentra prximo al OCH, se obtienen densidades

altas.

v En laboratorio se obtiene curvas diferentes si las pruebas se

realizan partiendo de un suelo seco al cul se le agrega agua si

se empieza con un suelo hmedo y se va secando, a pesar de

tener el mismo contenido de humedad, en el primer caso se

obtienen densidades secas mayores.




v Las arenas limpias mal gradadas se compactan con la misma

dificultad que las gravas limpias mal gradadas, al presentar una

granulometra uniforme, presenta poca estabilidad ante la

compactacin.

v Un suelo bien gradado, tal como las arenas limpias bien

gradadas y las gravas bien gradadas presentan buenas

condiciones para su compactacin.

v Cuando se compacta un suelo y ste no rene las condiciones

exigidas, se recomienda mezclar el suelo con otro de mejor

calidad mediante un batido.

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