Compactacion

A. Huanca Borda/FIC/UNICA
COMPACTACION DE SUELOS
DENSIFICACION DE LOS SUELOS
Expositor: Ing. Angel Huanca Borda
COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
CAPITULO DE INGENIERIA CIVIL CD - ICA
INSTITUTO DE ESTUDIOS PROFESIONALES DE INGENIERIA
I CURSO DIPLOMADO EN SUELOS Y CIMENTACIONES

METODOS:
-FISICOS
-QUIMICOS
-MECANICOS
(mejoramiento de suelos)

“La Mecánica de Suelos es la aplicación de las leyes de la
Mecánica y la Hidráulica a los problemas de ingeniería que
tratan con sedimentos y otras acumulaciones de partículas
sólidas,”.

METODOS FISICOS
1. Confinamiento.- en suelos friccionantes
2. Consolidacion previa.- Se coloca peso
al suelo
3. Vibroflotacion.- vibracion
4. Mezcla de suelos

METODOS QUIMICOS
1. Estabilizacion suelo - cal
2. Estabilizacion Suelo - cemento
3. Estabilizacion suelo - asfalto
4. Estabilizacion suelo - Cal

METODOS MECANICOS
Compactacion.Compactacion.- Mejoramiento artifical
de las propiedades mecanicas del suelo por
medios mecanicos.
Incremento de resistencia y disminucion de
la capacidad de deformacion del suelo al
aplicar tecnicas que aumenten su densidad
seca (disminucion de vacios)

CAMPOS DE APLICACIÓN
Construcción de terraplenes (estructuras de tierra)
Presas de tierra
Pavimentos
Escolleras, muelles
Rellenos de terrenos
Mejoramiento de suelos (estabilización)

Compactación con
Rodillo IR

DIQUE DE TIERRA PARA POZA DE AGUA

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PAD DE LIXIVIACION

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
COMPACTACIÓN
• Proctor (1933): Pruebas de laboratorio consistentes en
compactar por impacto muestras de suelo con diferentes
contenidos de humedad
• Factores que influyen en la compactación:
– Contenido de humedad inicial
– Energía específica de compactación (Energía aplicada
por unidad de volumen)
– Tipo de suelo.- Caracteristicas fisicas del suelo
– El Equipo de compactacion

METODO DEL PROCTOR EN
LABORATORIO
METODO DE PROCTOR ENMETODO DE PROCTOR EN
LABORATORIOLABORATORIO

Ensayo de Compactación Proctor
ASTM D 698-78; AASHTO T 99-86
• Objetivo: Determinar relación γ – ω de suelos o materiales
granulares compactando en moldes por impacto de una masa de
5,5 lb (2,5 kg) con caída libre de 12 in. (305 mm)
• Moldes metálicos rígidos cilíndricos:
– Diámetro interior 4,0 in. (101,6 mm); capacidad 944 cm3
(1 lt.) para suelos con tamaño máximo 4,75 mm (pasa tamiz
#4)
para suelos con tamaño máximo ¾ in.

• Método: Compactar en 3 capas de igual espesor
– 25 golpes x capa en molde de 4 in.
• Energía específica: 6 kg.cm/cm3
• Mínimo 5 moldes con materiales preparados con
diferentes contenidos de humedad inicial

Modificado
NTP 339.141 (ASTM D 1557-78; AASHTO T 180-86)
• Objetivo: Determinar relación γ – ω de suelos o materiales
granulares compactando en moldes con una masa de 10 lb
(4,54 kg) con caída libre de 18 in. (457 mm)
• Moldes metálicos rígidos cilíndricos:
(1 lt.) para materiales con tamaño máximo 4,75 mm (pasa
tamiz #4)
– Diámetro interior 6,0 in. (152,4 mm); capacidad 2124 cm3.
para materiales con tamaño máximo ¾ in.

Modificado
• Método: Compactar en 5 capas de igual espesor
• Energía específica: 27,2 kg.cm/cm3
• Mínimo 5 moldes con materiales preparados con
diferentes contenidos de humedad inicial

MUESTRA DE SUELO A ENSAYAR

PESAMOS LA MUESTRA

COMPACTAR EN 5 CAPAS,
CON 56 GOLPES CADA CAPA

1ra. CAPA COMPACTADA
ENRASADO DEL
MOLDE PROCTOR
PESO DE LA
MUESTRA

Influencia de la humedad inicial en la compactación
17,0
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Contenido de Humedad (%)
PesoEspecíficoSeco(kN/m
3
)
Suelo SC (Salto)
Experimento
Óptimo
Aumenta ω Aumenta γd Aumenta ω Disminuye γd
Existe una ω para γdmáx
γdmáx o Peso Unitario Seco Máximo (PUSM)
Ηumedad óptima (ωópt)

Proyecto:
N° Proyecto
Tipo de Material
Molde No: 1 MUESTRCIQ-07
2109.00 FECHA ######
ENSAYO N°
Método: "C"
Peso[Suelo+Molde](gr) 10791.0 10956.0 10907.0
Peso Molde(gr) 6494 6494 6494
Psh Compactado(gr) 4297 4462 4413
Densidad Húmeda(gr/cm3) 0.662 0.687 0.680
Tara No 1 8 6
Peso[Shúmedo+Tara] (gr) 900.00 900.00 900.00
Peso[Sseco+Tara](gr) 816.00 807.00 778.00
Peso Tara(gr) 262.00 268.00 145.00
Peso Agua(gr) 84.00 93.00 122.00
Peso Sseco(gr) 554.00 539.00 633.00
C.H.(%) 15.2 17.3 19.3
Densidad Seca(gr/cm3) 0.575 0.586 0.570
Capa Impermeable
Volumen Molde(cm3):
De la granulometria
Método de Compactación: ASTM - D-1557
ENSAYO DE COMPACTACION

Causas del comportamiento γd - ω
• Para ω < ωópt: Suelo muy seco Agua capilar
Succión muy alta Poca eficiencia de compactación
• Aumenta ω disminuye Succión Mejora eficiencia
de compactación
• Para ω > ωópt: Suelo casi saturado Poco aire a
eliminar Baja eficiencia de compactación
• Para ω = ωsat: No es posible compactar

Influencia de la energía específica de compactación
Energía 2 > Energía 1

Curva de 100% de saturación
• Curva de todos los puntos donde se alcanza la
humedad de saturación para cada peso específico
seco (relación de vacíos)
• A mayor γd menor e menor ωsat
100
G
1
G
S
G
1
G
S
G
1
wwsol
d ω
+
γ
=
ω
+
γ
=
ω
+
γ
=γ
• Igualmente se definen curvas para cualquier S
• Los γdmáx se alcanzan cuando S = 80 – 90%

Curva de 100% de saturación
• Por encima de la curva de 100% de saturación:
zona donde no es posible compactar el suelo por
mayor que sea la energía específica
• Distancia entre ωopt y ωsat: indica que un suelo
compactado al máximo igual tiene aire en
compactación no es posible expulsar todo el aire
de los vacíos

Influencia del tipo de suelo
Cuanto más fino el suelo mayor ωopt
Cuanto más grueso el suelo mayor γdmáx
Suelos gruesos mal
graduados:comportamiento anormal en
compactación por impacto
15,0
15,5
16,0
16,5
17,0
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Humedad (%)
PesoEspecíficoSeco(kN/m
3
)
Desagregado Fm. Arapey
Descompuesto Fm. Arapey
Grava Fm. Salto
Suelo SP

Influencia de la compactación sobre la estructura
de los suelos finos

Influencia de la compactación sobre la
permeabilidad de los suelos finos

Influencia de la compactación sobre la relación
tensión - deformación de los suelos finos

Compactación en obra
• Requisitos: γdmáx y ωópt de ensayo Proctor
• Dificultades:
– Método de compactación en campo ≠ Método de
compactación en laboratorio
– Proceso de agregado de agua o de secado
ωcampo ≠ ωópt
• γd obtenido en campo difícilmente coincide con
γdmáx de laboratorio

Grado de Compactación (Gc)
• Control de obra por Grado de compactación
• Se establece Gcmin de aceptación en función de importancia y tipo
de obra
• Dificultades:
– Inadecuado para arenas uniformes (compacidad relativa)
– No representa estructura y propiedades mecánicas
adecuadamente
100(%) ⋅=
dmáx
d
cG
γ
γ

Control de Compactación en obra
• Métodos destructivos
– Cono de Arena
– Aceite
– Balón de goma (ASTM D 2167-94)
• Métodos no destructivos
– Densímetro nuclear (ASTM D 2922-91)
– Densímetro de ultrasonido

Método del Cono de Arena
NTP 339.134 (ASTM D 1556-90; AASHTO T 191)

Método del Cono de Arena
• Pi: (Peso del botellón + Cono + Arena)inicial
• Pf: (Peso del botellón + Cono + Arena)final
• Pc: Peso de arena que llena el cono
)arena(d
cfi
pozo
PPP
V
γ
−−
=
hueco
suelo
suelo
V
P
=γ

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