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Luis López Quijada
Compactación de Suelos

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TEMAS
RELACIONADOS A
LA COMPACTACION
DE SUELOS

Luis López Quijada
MAPA CONCEPTUAL
DE LA
COMPACTACION DE
SUELOS

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1. Empréstito (se compra material)
5. Canchas de prueba, DMCS o DR
versus número de pasadas y
espesores
3. Se deben cumplir Especificaciones
Técnicas de Proyecto.
- Grado Compactación
- Resistencia
8. Control
PROCESO DE COMPACTACIÓN DE UNA OBRA
2. Se caracteriza en Laboratorio
para cumplir DMCS o DR
4. Elección equipo de
compactación.
6. Definicion de
espesores, anchos,
pasadas y capas.
7. Definición de flota y costos

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EMPRESTITOS. CARACTERIZACION EN LABORATORIO

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El empréstito es el lugar definido para extraer los suelos con los cuales se construirá la obra. Se realiza una
granulometría y con ello puede establecerse el ensayo adecuado.
(Bomag)

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La granulometría del material extraído del empréstito debe estar dentro de la banda granulométrica del proyecto, de lo
contrario se debe buscar otro empréstito o en su defecto mezclar áridos para que el material cumpla con lo requerido
en el proyecto
Nch 165

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Dependiendo del porcentaje de
finos se hará el ensayo Proctor o
densidad relativa. Para determinar
el GRADO DE COMPACTACIÖN.
Ensayo Proctor (DMCS)
Ensayo para suelos con mayor
porcentaje de finos, realizado por
impacto a una energía constante
y definida, donde se puede ver la
variación de la densidad al variar
la humedad del ensayo
Ensayo Densidad Relativa
Ensayo para suelos con menor
porcentaje de finos, realizado por
vibración, donde no se puede ver
la variación de la densidad al
variar la humedad del ensayo.
% finos > 12% % finos < 5%
Actividad Ensayo Lugar
Estabilización de
suelos
Proctor MC V5
Movimiento de tierras
y rellenos
Proctor MC V5
Base y sub base Proctor MC V5
Rellenos Proctor y DR MC V5
Fundacion de terreno
de cualquier
naturaleza
Proctor y DR MC V5
Terrraplenes Proctor y DR MC V5
Base Granular Proctor , DR y
CBR
Dependiendo del ensayo Proctor o
DR, se realiza el ensayo de
RESISTENCIA muchas veces CBR.

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Normas

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Teoría de la Compactación
Proctor ( 1933 ) definió cuatro variables que afectan a la compactación en
suelos con cohesión:
Ec = N · n·W · h
V
( Kgf/m3 )
Otras variables que afectan al proceso de
compactación:
• Método de compactación
• Humedad original del suelo
• Sentido que recorre la escala de
humedades
• Temperatura
• Recompactación
• Numero y espesor de capas, número
de pasadas etc
• Peso unitario seco
• Contenido de agua
• Tipo de suelo
• Energía de Compactación

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Ensayo de Grado de Compactación. NO MIDE RESISTENCIA. Todo tipo de suelo, resistente o no, puede alcanzar su 100% del
protctor- Consiste en realizar varias probetas, donde se va variando en cada una de ellas la cantidad de humedad y se compacta
a energía constante, lo que genera un comportamiento dependiente de la humedad.
Ensayo Proctor
Humedad
1 2 4 5
3
Todas

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• Con cierta humedad, el suelo llega a su
densidad máxima cuando se aplica una
cantidad específica de energía .
• La densidad máxima que se obtiene bajo estas
condiciones se llama Densidad Proctor 100%.
• El valor de la humedad en el punto de densidad
máxima se llama Humedad Óptima
• El valor Proctor 100% se utiliza como base
para medir el grado de compactación del
suelo, por lo tanto, es la medida estándar para
la compactación.
Curva Densidad v/s Humedad
Ensayo Proctor
PRUEBAS DE LABORATORIO
Se realiza el ensayo mediante los equipos y procedimientos
establecidos en:
Norma NCh 1534/1 Mecánica de suelos - Relaciones humedad /
densidad - Parte 1: Métodos de compactación con pisón de 2,5 kg
y 305 mm de caída
Norma NCh 1534/2 Mecánica de suelos - Relaciones
humedad/densidad - Parte 2: Métodos de compactación con pisón
de 4,5 kg y 460 mm de caída.

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Densidad
Seca
gd
(t/m
3
)
Ensayo Proctor. Curva Protor
Humedad %
Humedad
Optima
Densidad Máxima Compactada Seca
(DMCS) o 100% del Proctor
Puntos de ensayos
Curva Proctor que debe pasar por
lugares representativos de la
trayectoria del comportamiento no es
necesario que pase por los puntos
% de la Densidad Máxima
Compactada Seca (DMCS) o menos
del 100% del Proctor
Rango de
humedades para un
% de la DMCS
Proctor realizado a un suelo granular
con <5% finos
gd
w
Curva de Saturación
Densidad a alcanzar
en terreno
𝜸𝒅 =
𝜸𝒘
𝝎
𝑺
+
𝟏
𝑮𝒔
Rama seca se usa en climas
cálidos, rama húmeda en climas
húmedos

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Ensayo Proctor
El ensayo se hace a una determinada Energía, si se cambia la energía, entonces la curva camia de posición, ya sea generando
una mayor densidad o menor. La curva de saturación se ve al 100% pero se puede calcular a otros porcentajes de saturación.
Curva de Compactación
0,80
1,20
1,60
2,00
2,40
5 10 15 20 25
Contenido de humedad (%)
Peso
unitario
Seco
(g/cm³)
gdmac.
w ótimo
El aumento de la densidad por la compactación, fundamentalmente depende del material, su contenido de humedad y de la
energía de compactación
Contenido de humedad (%)
E1
E2
E3
E4

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***
1
2
3
4
5
6
Cada suelo reacciona de diferente manera
con respecto a la densidad máxima y
humedad óptima , por lo tanto, cada suelo
tendrá su propia y única curva de control.
1. Arena arcillosa bien distribuida
2. Arcilla arenosa bien distribuida
3. Arcilla arenosa con distribución mediana
4. Arcilla arenosa con limo
5. Limo
6. Arcilla pesada (insensible a la humedad )
Ensayo Proctor

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Ensayo de Densidad Relativa
Ensayo de Grado de Compactación. NO MIDE RESISTENCIA. Todo tipo de suelo, resistente o no, puede alcanzar su 100%
de DR- Consiste en realizar varias probetas, donde se van vaciando para obtener una densidad mínima y luego se vibra
la probeta para obtener una densidad máxima con carga agregada. Por tanto en terreno se debería obtener una
densidad
Densidad Mínima
mediante caída libre
del material en el
molde. Volumen
máximo y densidad
mínima.
Densidad Máxima mediante
vibración de la probeta y carga.
Se mide el hundimiento, volumen
mínimo y densidad máximo.
Matest.

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Ensayo de Densidad Relativa
Densidad a alcanzar en terreno
Para los suelos granulares se aplica el concepto de Densidad Relativa, el que relaciona la
compacidad en estado natural con las densidades máximas y mínimas.
Los métodos de laboratorio empleados en Chile para obtener las densidades máximas y mínimas
están dados en la Nch 1726 Of. 80.
El método para obtener la densidad máxima, que en Chile es por vibración, no suele estar
generalizado en todos los países.
Las humedades necesarias para obtener estas densidades máximas son las de “seca al aire” y de
saturación.

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Ensayo CBR.
Matest.
Este ensayo si es de resistencia. Dado que la resistencia depende del grado de compactación, se compacta a un
determinado % de la DMCS y luego se puede saturar para conocer resistencia a la humedad Proctor correspondiente o
saturado 100%. Ddao que se utiliza mucho en caminos, se mide el hichamiento al saturarla.

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UMAG.
Ensayo CBR.
Es la misma lógica que el corte
directo. Es decir se hacen las curvas
esfuerzo deformación a
determinadas densidades (numero
de golpes 10,25 y 56).
Posteriormente se hacen las graficas
a una penetración definida, 0,1” y
0,2”.

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• Es un índice empleado para expresar las características de Resistencia y Deformación de un
suelo.
• La prueba se realiza para evaluar el material de subrasante y se correlaciona con el
comportamiento del pavimento.
- CBR
- Curva Presión v/s Penetración
- Humedad , Peso Específico y densidad natural
• Se realiza saturando una muestra para simular las
condiciones más desfavorables de drenaje y expansividad
• Se somete la muestra a una presión igual a la que
producirá el futuro pavimento.
• El valor CBR es la relación, expresada en % entre la carga
real aplicada y la que se requiere para producir las mismas
deformaciones en un material chancado normalizado.
• El informe final debe incluir :
Razón de Soporte California ( LNV92 - NCh 1852 )

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ESPECIFICACIONES TECNICAS
CONCEPTOS DE LA COMPATACION

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La falta de compactación posibilita la inestabilidad de construcciones

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La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para
eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia , su
capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades.
Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería del suelo.
COMPACTACIÓN DEL SUELO

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Ventajas de la compactación
La compactación permite el mejoramiento de las siguientes propiedades :
5 kg
10 kg
Reduce la
permeabilidad del
suelo, el escurrimiento
y la penetración del
agua.
Reduce los
asentamientos
del terreno.
Aumenta la
capacidad de
soporte del suelo.
Reduce el esponjamiento y
la contracción del suelo,
ya que si hay vacíos, el
agua penetra y habrá un
esponjamiento en invierno
y contracción en verano.
Impide los daños de las
heladas, puesto que el
agua se expande y
aumenta de volumen al
congelarse, haciendo que
pavimentos se hinchen y
losas y estructuras se
agrieten.
Sin compactar Compactado

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28
Ventajas de la compactación

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31
TERRAPLENES

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Elección equipo de compactación.

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• La elección del equipo de compactación depende del tipo de suelo :
• La densidad de un suelo sometido a compactación disminuye
con la profundidad al aumentar el espesor de la capa. Esta
disminución no influye en capas de hasta 20 cms.
• En general se tiene un aumento considerable de la densidad
entre una y seis pasadas, que se va haciendo mas lento para
las pasadas siguientes
Rodillos lisos : se utilizan en gravas y arenas mecánicamente estables.
Rodillos neumáticos: se usa en arenas uniformes y suelos cohesivos,
humedad cercana a limite plástico.
Rodillos “pata de cabra”: suelos finos, humedad entre 7 a 20 % por
debajo del limite plástico
Rodillo vibratorio: se utiliza especialmente en suelos granulares
Según tipo de suelo

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Según efecto

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La compactación se logra utilizando una máquina pesada, cuyo
peso comprime las partículas del suelo, sin necesidad de movimiento
vibratorio.
Por ejemplo : Rodillo Estático o Rodillo Liso
1. COMPACTACIÓN ESTÁTICA O POR PRESIÓN :

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2. COMPACTACIÓN POR IMPACTO :
La compactación es producida por una placa apisonadora que golpea y
se separa del suelo a alta velocidad.
Por ejemplo : Un apisonador

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3. COMPACTACIÓN POR VIBRACIÓN :
La compactación se logra aplicando al suelo vibraciones de alta frecuencia .
Por ejemplo : Placa o rodillos vibratorios.

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48

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4. COMPACTACIÓN POR AMASADO :
La compactación se logra aplicando al suelo altas presiones
distribuidas en áreas mas pequeñas que los rodillos lisos.
Por ejemplo : Un rodillo “Pata de Cabra”

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CRITERIO DE ELECCION DEL COMPACTADOR ADECUADO
Elección

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SELECCIÓN DEL TIPO DE MÁQUINA EN FUNCIÓN DEL TIPO DE SUELO
SEGÚN LA CLASIFICACIÓN AASHTO ( Dujisin y Rutland, 1974 )
Clasificación del comportamiento del equipo :
A-1-a A-1-b A-3 A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-4 A-5 A-6 A-7
Rodillo Liso 1 2 2 1 1 1 2 2 3 3 4
Rodillo Neumático 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 3
Rodillo Pata de Cabra 5 5 5 4 4 3 2 2 1 1 1
Pisón impacto 2 2 1 2 2 2 4 4 4 4 4
Rodillo vibratorio 1 1 1 1 1 3 4 3 3 5 5
1 Excelente
2 Bueno
3 Regular
4 Deficiente
5 Inadecuado
Rodillos lisos : se utilizan en gravas y arenas
mecánicamente estables.
Rodillos neumáticos: se usa en arenas uniformes y suelos
cohesivos, humedad cercana a limite
plástico.
Rodillos “pata de cabra”: suelos finos, humedad entre 7 a 20 %
por debajo del limite plástico
Rodillo vibratorio: se utiliza especialmente en suelos
granulares

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Según tipo de material y espacio

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PUESTA EN OBRA

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PUESTA EN OBRA

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Para obtener los costos necesitamos saber la cantidad de material a utilizar y el tiempo de arriendo de la maquinaria.
Los volúmenes de empréstito aumentan en la carga y transporte pero luego disminuyen al compactarlo.
PUESTA EN OBRA

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60
PUESTA EN OBRA

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Distancia a recorrer = Largo x número de capas x ancho x de pasadas
Para obtener los costos necesitamos saber la cantidad de material a utilizar y el tiempo
de arriendo de la maquinaria.
PUESTA EN OBRA
Para cálculos mas precisos dejar un sobreancho y un traslape
Ancho Tambor
Largo Numero de
capas

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En P esta el % compactación
Ejemplo: Determine la
producción horaria de un
compactador CAT 815F
con 6 pasadas, en capas
de 150 mm a 9.5 km/h
PUESTA EN OBRA

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Canchas de Prueba Variables.
- Nº pasadas
- Densidad (Proctor – DR)
- Vibración
- Amplitud
- Peso
- Espesor
Producción
PUESTA EN OBRA

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CONTROL DE
LA COMPACTACIÓN

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CONTROL DE LA COMPACTACIÓN

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Empleo de medios basados en la emisión un isótopo
radiactivo que mide la humedad y densidad del material
con el auxilio de un microprocesador instalado en el
equipo.
Densímetro nuclear

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Empleo de medios convencionales para la determinación de las
densidades alcanzadas., con o sin extracción de muestras.
Densimetría Convencional
• Método de la arena
• Método del balón de agua
• Extracción testigos

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1. Hago excavación en terreno V1 y
extraigo y me llevo en bolsa M1
2. En laboratorio obtengo valor de
masa de M1 y humedad del suelo
w1
3. En laboratorio Obtengo densidad
gL y ML
4. Introduzco la masa ML en el cono
y lleno M2, M3,y M4 donde
M2+M3+M4 = ML
5. V3 se conoce de laboratorio
6. Con V3 y gL obtengo M3
7. Obtengo masa M2 con ML – M3-
M4 = M2
8. Obtengo V1 con V1 = M2/gL
9. gt = M1/V1
10. gd = gt /(1+ w1)
11. Comparo esta densidad con el %
Proctor o DR
V1
M1
ML
V1
M3
M4
V3 V3
M2
V1
M4
M2
Pesar
Pesar y horno
Densidad in situ por Cono de Arena

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Se debe compactar por área y por capa. En general las zonas mas
complicadas de compactar como las orillas, traslapes y en uniones de
capas.

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