Compactación Mecánica de Suelos II

Universidad Nacional Autónoma de Honduras

Proceso artificial por el cual las partículas de suelo son obligadas a estar en contacto las unas con las otras, mediante la reducción de la relación de vacíos, empleando medios mecánicos, lo cual se traduce en el mejoramiento de sus propiedades ingenieriles.

La compactación se utiliza generalmente en rellenos artificiales, tales como:

Cortinas de presas de tierra

Diques

Terraplenes para caminos y ferrocarriles

Bordes de muelles

Pavimentos

Ventajas de la Compactación

Aumenta la capacidad de soporte del suelo.

Reduce los asentamientos del terreno.

Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo.

Reduce la permeabilidad del suelo, el escurrimiento y la penetración del agua.

Impide los daños de las heladas.

Factores a considerar en la Compactación de Suelos

Tipo de suelo

Distribución del tamaño de las partículas

Humedad

Densidad final requerida del suelo

Objetivos

Determinar qué tipo de maquinaria es la más adecuada para el trabajo.

Determinar qué equipo logra los resultados deseados de la manera mas económica.

Suelos Granulares Se compactan mejor mediante placas y rodillos vibratorios. Debido a su naturaleza gruesa, la fricción entre las partículas individuales es lo que mantiene el material en su lugar.

Suelos Cohesivos Se requieren fuerzas de impacto o corte en forma de apisonadores vibratorios o rodillo pata de cabra. Las partículas de estos suelos se componen de pequeñas plaquetas que se superponen en capas.

Tipos De Compactación

Especificaciones de

Compactación del Proyecto

Tamaño de la Obra

Equipo Previo

Tiempo Disponible para

Ejecución de Trabajos

Variaciones del Suelo en

la Obra

Economía

Compresión Estática o por Presión

La compactación se logra utilizando una máquina pesada cuyo peso comprime las partículas del suelo, sin necesidad de movimiento vibratorio.

Es utilizada generalmente en arenas y gravas estables.

Rodillo Liso

Apropiados para rodadas de

subrasantes y para la operación final de rellenos con

suelos arcillosos y arenosos.

No son aptos para producir altos

pesos específicos de compactación al usarse en capas

gruesas.

Cubren el 100 % bajo las ruedas

con presiones de contacto de 310 –

380 KN/m2. Se recomiendan 8

pasadas.

Compactador con Neumáticos de Hule

Tienen varias hileras de neumáticos, que

van colocados de cuatro a seis en una

hilera.

Empleados en la compactación de suelos arenosos y

arcillosos, la cual se logra en

combinación de presión y acción de

amasamiento.

Cubren aproximadamente

de 70 a 80% bajo los neumáticos y la

presión de contacto esta entre 600 y 700

KN/m2. Se recomiendan 16

pasadas.

Las ruedas traseras compactan las áreas que no son alcanzadas por la delanteras, debido a su distribución.

Ventajas Produce una superficie relativamente lisa, resistente a la lluvia.

Permite compactar suelos con partículas grandes cuando otra maquinaria no puede hacerlo.

Se le puede utilizar para compactar pavimentos asfalticos.

Desventajas

Requiere escarificar entre capas.

No rompe los terrones del suelo.

Compactación por Vibración

La compactación se logra aplicando al suelo vibraciones de alta frecuencia, las cuales se producen girando pesos excéntricos.

Se realiza con una placa vibratoria o con un rodillo vibratorio, generalmente se emplea en suelos granulares.

Rodillo Vibratorio

Son muy eficientes en la compactación

de suelos granulares.

Compacta los primeros 200 – 300 mm, por la tanto es

necesario compactar por

capas.

Se recomienda un número de pasadas

mínimo de 8.

Placas Vibratorias

Se usan para la compactación efectiva de suelos granulares sobre un área limitada.

Ventajas Se obtienen densidades mayores en suelos granulares que el compactador de neumáticos.

Puede compactar rellenos limpios saturados.

Produce muy buena unión entre capas.

Desventajas

Pueden romper las gravas y deteriorar el material.

Puede crear laminación y capas de finos.

Requiere escarificar entre capas.

Compactación por Amasado

La compactación se logra aplicando al suelo altas presiones distribuidas en áreas mas pequeñas que los rodillos lisos. Se emplea en suelos con alta plasticidad.

Rodillo Pata de Cabra

Tambores con un gran número de

protuberancias, las cuales tienen un

área que varía entre 25 – 85 cm2.

Se aplican presiones distribuidas en

áreas mas pequeñas que de

un rodillo liso. Tienen mayor

efectividad en los suelos arcillosos.

La presión de contacto bajo las protuberancias

oscila entre 1380 – 6900 KN/m2.

Ventajas El proceso de amasado mezcla el suelo con el agua en mejor forma que otros compactadores.

Rompe los pedazos o grumos de suelo a roca blanda.

Produce muy buena unión entre capas.

Desventajas Deja la superficie muy rugosa y desigual, susceptible a empozamiento.

Compacta capas más delgadas que otros compactadores.

La efectividad disminuye cuando los suelos poseen partículas grandes.

Compactación por Impacto

La compactación es producida por una placa apisonadora que golpea y se separa del suelo a alta velocidad. Generalmente se emplea en suelos granulares.

Pisones

Se emplean para compactar en áreas

pequeñas.

Son utilizados en los suelos plásticos o suelos granulares de granulometría

apropiada.

Se recomienda un número de pasadas

de 4.

cal La dosificación dependerá del tipo de arcilla, donde se agregará de 2% a 8% de cal por peso seco del suelo, si supera ese rango aumentaríamos la plasticidad del mismo.

Los suelos a trabajar con cal no deben contener mas del 3% de materia orgánica.

Cemento En caso de contrarrestar los efectos de la materia orgánica, se usarán cementos de alta resistencia.

En zonas de bajas temperaturas, los suelos se mezclarán con cementos de fraguado rápido o con cloruro de calcio como aditivo.

La capa estabilizada con cemento tendrá un espesor mínimo de 10 cm, pudiendo recibir capas de cobertura de poco espesor.

Para estabilización tipo flexible, el porcentaje de cemento debe variar entre 1% a 4%.

Para estabilización rígida, el porcentaje de cemento debe variar entre 6% a 14%.

asfalto Se empleará con el fin de logra propiedades impermeabilizantes, adhesivas y de preservación en el suelo.

Para un determinado peso específico de suelo se muestran los correspondientes porcentajes de asfalto:

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