Compactacion de Suelos

Derechos:U$ 7.- VYG(E¡t
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Funclamentossobre la
compactación cle suelos

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UUn'r'r"irrr
NflffiSSET
Fundamentossobrelacompactacióndesuelos
Autor:IngenieroDirkR.Weissig
Títulode laediciónoriginat:Grundlagender Bodenverdichtung
Traducciónalespañol:Ing.DirkR.Weissig
Miespecialagradecimientova a laWACKERESPAÑOIA, S.A.y a
Sr.L. PazBlanco,a la WACKERMAQUINAS(Chile)LTDA.y al
Sr.DieterBoehmey,en especial,a miesposaC. EricaFrrrldcrichsde Weissig
porsu ayudaen la correciónde lostextosde pruebatradrlr;iclosal español.
@1995- Wacker-WerkeGmbH& Co.KG,München
RepúblicaFederalAlemana
Todoslosderechosreservados
Lapropiedadde estaobraestáprotegidaporla ley,y se perseqrriráa quienes
la reproduzcanfraudulentamente.
Funclamentossobre
la compactación clesuelos
Autor:Ing.DirkR.Weissig
Primeraediciónalemana.1992
Primeraedicióninglesa1994
Primeraediciónespañola: 1995* 12.000tomos
Segundaediciónespañola:1997- 6.000tomos
Terceraediciónesoañola: 1998- 3.000tomos
Cuartaediciónespañola: 2000- 3.000tomos
lmpresoen la RepúblicaFederalAlemana
t
,*
o933022 Wacker-WerkeGmbH& Co.KG

Prólogo
La construcciónde senderos,cami-
nos, carreteras, torres, diques y
puentesno sólo fue una necebidad
para el ser humanoa partirde los
tiemposbíblicos.Estetipo de obras
fueronnecesariasdesde tiempos in-
memorialespara llevar adelante la
comunicacióny el comercio,lasgue-
rrasy todo otrotipo de relacionesin-
terpersonales.
Los caminos,por ejemplo,ya eran
,,sagrados"desde los tiempos mas
primitivos.En las grandes rutas co-
mercialesa través de toda Europa
regía,entre los pueblos en general,
paz para garantizar, hasta cierto
punto,el intercambiode mercancías.
Por ello no es de extrañarque sea
posible remontarhasta los orígenes
la informaciónsobrela construcción
y el mantenimientode estasrutasde
comunicación.En tanto que, entre
lasinformacioneslegadasa la poste-
ridadpor losegipcios,ya se mencio-
na el uso de rodillospara la cons-
trucción de caminos, otros pueblos
menosavanzadoshacíanuso de es-
clavos,quienescompactaban- api-
sonaban- el suelo medianteel uso
de sus pies.Porotro lado,los roma-
nos ya fueron mas progresistas,da-
do que utilizabanrebañosde ovejas
y ganadoparacompactarsus cami-
nos.
No muy en serio,y sólo como una
presenciasecundariarespectoa los
grandes rodillos estáticos de com-
pactación,fueron consideradoslos
primerosequipos de compactación
mecánicos diseñados y desarrolla-
dos en los años 30 del presentesí-
glo. Sin embargoestaopinióngene-
ralizadacambiaríarápidamente.
Hoy en díaya no es posible pensar
en la preparacióny construcciónde
los fundamentosde un edificio u
obra sin pensarautomáticamenteen
una compactaciónmecánica,con-
forme a las reglasde arte,del suelo.
Equipos de compactacióndinámi-
cos, tal como vibroapisonadores,
planchasvibradoraso rodillosvibra-
dores pertenecenal equipamiento
normalystandardde todaobra.
¿Cuálesson los criteriosutilizados
parahacernecesariosestosequipos
en lasobras?
¿Quées lo que actualmentesucede
allíabajoen el suelo?
¿Cuándose debeaplicarcuáltipode
equipo?
¿Cómoes posiblecontrolarel grado
de compactacióndelsuelo?
Respuestasa todas estas - y mu-
chas otras - preguntas podrán ser
encontradasen el presentemanual,
el cuá|,en su terceraedición,hasido
completamente revisado y suple-
mentadoen muchassecciones.
Deseamosa todosaquellosqueten-
gan interésen profundizarsus cono-
cimientossobre la compactaciónde
suelosy en latécnicade losequipos
diseñados y desarrolladapara ello,
unalecturaentreteniday de interés.
Munich,Octubrede 1995

INDICE
CAPITULO I
Que significadotiene la compactaciónde suelos
¿Desdecuandose compactasuelo?
Ventajasderivadasde lacompactaciónde suelos
1. Mayorcapacidadde carga
2. Mayorestabilidad
3. Disminuciónde lacontraccióndelsuelo
4. Disminuciónde la permeabilidad
5. Disminucióndelasentamiento
Resúmen
CAPITULO 2
El materialde construcción,,suelo"
Elementosde lacompactaciónde suelos
1.Tipode suelo
2.Formay rugosidadde la partícula
3.Distribucióngranulométricaportamaños
4.Contenidode agua
CAPITULO 3
Control de la compactación del suelo
Densidadseca y densidad Proctor
Ejemplosprácticos
Determinacióndelcontenidodeaguaenbasea lacurvaProctor
CAPITULO 4
Métodosparala toma de muestrasy control de la compactación
en la obra
Métodode extracciónde testigos
Métodode sustituciónpor balónde agua
Métodode equivalentede arena
Ensayoconsondanuclear
Métodode lasondade penetración
MétodoCleggparacontrolde suelos
Métodode ensayocon placade carga
tl
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13
14
14
tc
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15
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25
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33
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39
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41
42
CL}R'I'ESIAL¡E
NtFst&ffi

CAPITULO 5
La seleccióncorrectade equiposparala compactaciónde suelos
Suelosno cohesivos
Sueloscohesivos
Aplicacionestípicasparaequiposde compactacióndinámica
CAPITULO ó
Vibroapisonadores
Efectode compactaciónde unvibroapisonador
¿Trabajopor impactoofuerzade impacto?
Vibroapisonadorescon accionamientoeléctrico
Aplicacionesconvibroapisonadores
CAPITULO 7
Planchasvibradoras
Efectode compactaciónde la planchavibradora
¿Excitadorde montajefrontalo central?
Planchasvibradorasde avanceen unasoladirección
Planchasvibradorasreversibles
Cálculodel rendimientode compactación
Criteriosparaaplicaciónescon planchasvibradoras
Compactaciónde grandessuperficies
Aplicacionesparaplanchasvibradoraspequeñas
Vibraciónde pavimentosadoquinados
Compactaciónde asfalto
CAPITULO 8
Rodillosvibratorios
Efectode compactacióny característicastécnicasde lasmáquinas
1.Fuerzacentrífuga
2. Frecuenciadelexcitador
3.Amplitudnominal
4. Presiónlinealestática
5. Presiónlinealdinámica
6. Velocidadde trabajo
Rodillovibratoriodoblede conducciónmanual
Rendimientode compactación
Rodillosparazanjas
Rodillosvibratoriosparatrabajosen capasasfálticas
CAPITULO 9
Compactaciónde suelosen zanjaspara servicios
Basede zanjay apoyode tubería
Vibroapisonadoresen laconstrucciónde zanjasparatuberías
Planchasvibradorasen laconstrucciónde zanjasparatuberías
Rodillosvibratoriosen laconstrucciónde zanjasparatuberías
Zonade conductosde servicios
Zonapor encimadel áreade lastuberías
Cierrede zanjas
CAPITULO IO
Informaciones generales sobre la compactación, mantenimiento
y economÍa 123
fnformacionesgeneralessobrela compactación 123
Informacionesgeneralessobreel mantenimientode equipospara
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45
46
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111
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ó5
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93
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95
96
100
100
103
lacompactaciónde suelos
1.Vibroapisonadores
2. Planchasvibradoras
3. Rodillosvibratorios
Serviciopostventay asistenciatécnicaal cliente
Economíapor rendimiento
¿Económicoo justiprecio?
Resumen
INDICEALFABETICO
DIRECTORIOINTERNACIONAL
126
127
128
129
130
13'1
134
136
t39
149

CAPITULOI
La compactaciónde suelos - una
medidade construcciónbienconoci-
da - puedeserobservadaa diarioen
diferentestiposde obras,talescomo
y en muchísimos otros tipos de
obras.
Medianteel empleo de equiposde
compactaciónpequeños,livianosy
de manejomanual,o tambiénequi-
pos autopropulsadosde hastavarias
toneladasde peso,se introducetra-
bajo (energía)en suelos removidos,
mullidoso de relleno
Fig, 1 Compactación del suelo por medio
de un vibroapisonador
Elobjetode haceractuarunafueza so-
breel suelo- formadoporcomponen-
tessólidosy espaciosvacíos(poros)lle-
nosdeaireo agua- eselde reagrupar-
loy consolidarloconel objetode redu-
cira unmínimolosesoaciosvacíos.
Fig.2 Suelo suelto sin compactar
Esteorocesode la disminucióno mi-
nimizaciónde losespaciosvacíospor
medio de la acción mecánicade las
máquinasde compactaciónes el lla-
madoproceso de compactación. Du-
ranteesteprocesosonmejoradasdife-
rentescaracterísticasdelsuelo,con un
aumento simultáneodel valor de la
densidaddelmismo.
Fig.3 Suelocompactado

CAPITULOI CAPITULOI
¿DESDECUANDO SE
COMPACTA SUELO?
La compactaciónde los más varia-
dos tipos de suelospara cimientos
(fundamentos)de edificiosy vías de
comunicaciónya eraun hechoen la
antiguedad.Entonceslos métodos
empleadoseran sumamenteprimiti-
vos,como por ejemploel apisonado
del suelomedianteel pisarde escla-
vos. Posteriormente,y despuésde
quefueradescubierta,se comenzóa
compactarelsuelorodandoporenci-
ma de él pesadasruedasde madera
o de piedra.
Fig.4 Antigua calle romana
Mientrasque hoy en día las redesde
rutasy carreterasson utilizadaspara
elturismoy el intercambiode merca-
deríasy bienes,en el pasadofueron
principalmentelas intencionesbeli-
cosas,y losnecesariosrápidosmovi-
mientosde tropas,losfactoresdeter-
minantesparala construcciónde las
obrasvialesy de comunicación.
Duranteel apogeodel imperioroma-
no y bajoel mandode JulioCesar,se
procedióa construiraprox. 70.000
Km de calles;en comparaciónexistí-
an en el año 1990apenas9.000Km
de autopistasenlaRepúblicaFederal
Alemanay aprox.82.000Km en los
EstadosUnidosde Nofteamérica.La
construcciónde calles,untrabajoar-
tesanalde alto nivel,se basabaya en
aquellostiempos (y esto es válido
hastael día de hoy)en la noción de
que una calle era sólo tan buena
como lo era el fundamento sobre la
cual descansaba.
Esasíque,antesde dejarcolocarlas
piedraslabradasa mano,los cons-
tructoresromanoshacíancompactar
(apisonar)el subsuelode los futuros
caminospor mediode laacciónde la
gran presión superficial provocada
por las pequeñaspatasde grandes
rebañosde lanaresy manadasde va-
cunos.
Aún hoy díase encuentranrestosde
estos caminosen Europa,construi-
dos hace aproximadamente2000
años bajo increíblesdificultadesy
con métodossumamenteprimitivos
en relacióna losempleadosen laac-
tualidad.
Si bienya en la literaturade los años
1725 se encuentranreferenciasa un
rodillo,tansóloen elsiglo20 se desa-
rolla la técnica de compactaciónde
suelosen combinacióncon la vibra-
ción, debidoesto en partea las,cada
vez más, elevadasexigenciasen la
construccióny en partealavancede la
tecnología industrial. Esto significa
que,adicionalmentea lacompactación
estáticageneradapor el peso propio
de lamáquina,talcomoeraelcasodel
ya históricorodilloa vapo6ahoratam-
biénactuaríanfuerzasdinámicaspara
alcanzarlacompactaciónrequeridade
lossuelos.
Tan sólo por medio de la vibración
puedeobtenerseunaelevadadensi-
dad de losestratos(capas),y parale-
lamente,una mayor capacidadde
cargadelsuelo.
VENTAJAS DERIVADAS
DE LA COMPACTACION
DE SUELOS
Casi todas las estructurasconstruí-
das por el hombredescansansobre
uno u otrotipo de suelo.Engeneral,
durantela construcciónde una es-
tructura(unedificio),el suelonatural
es perturbado (movido)por ej. por
operacionesde desmonte, excava-
cióno aplanado.Duranteeltranscur:
so de estos trabajos el aire penetra
dentrodelsuelo,aumentandoelvo-
lumendelmismocon laconsecuente
reducción del peso por unidad cú-
bica (densidad).
El suelo,en su funciónde subsuelo,
fundamentoo infraestructurapara,por
ej.,calles,estacionamientos,pisospa-
ra navesindustrialesetc. como tam-
biéncomosub-baseo rellenoenelca:
so de cimientosy construcciones,no
sólo deberáser colocado en capas
horizontales,sinoquetambiéndebe-
rá ser compactado (apisonado)me-
cánicamente. En general,tanto los
suelosfinoscomo tambiénlossuelos
Fig.5 Viejo rodillo a vapor HAMM (aprox.1923)
t2 t3

CAPITULOI
CAPITULOI
de paftículasde mayortamaño,alcan-
zan una mayor densidad 99ca a la
que teníanen su estado natural.
Graciasa esteproceso de comPac-
tación, es decir,al mayor grado de
densidad,se dan lassiguientesven-
tajas:
l. Mayor capac¡dadds car$a
Las inclusionesde aguay ¿ifeen el
suelo conducena un debilitamiento
del mismo y disminuye¡su caPaci-
dad parasoportarcargas.
Con la compactación(apisonado)ar-
tificialdel sueloaumentaladensidad
del mismo,con la consecuefltedis-
minucióndel porcentajecleesPacios
porosos(volumende los poros).De-
bidoa ellose obtieneu¡¿ mejor dis-
tribuciónde fuerzasdentrode laes-
tructurade los granos,con el consi-
guienieaumentode la resistenciaal
cone y una mayor capacidad de
cargadelsuelo.
Fig.6 Capacidadesde carga d¡ferentesen
relación al grado de densidad
2. |4ayor estabilidad
Al construirseun edificiosobre un
suelo apisonado (compactado)en
formairregularo desigual-o también
simplementesin compactar,el suelo
se asienta(hunde)debido a la carga
estática y el edificio se encontrará
expuestoa fuerzasde deformación.
Al existirun asentamientomayorde
un sololadodel edificioo en unaes-
quina,causadopor ejemplopor una
compactacióndesigual,aparecerán
grietaso se produciráuna destruc-
cióntotaldeledificio.
t. Disminuciónde la
Gontracc¡óndel suelo
Al haberinclusionesde aire,el agua
podrá penetrarcon facilidad dentro
dcl eueloy llenarestosespaciosva-
ofoe.Consecuentemente,duranteé-
pocasde lluvia,el sueloaumentasu
volumen(sehincha)y vuelvea con-
traersedurantela estaciónseca.
4. Disminución de la
permeabilidad
La permeabilidadde un suelose de-
finepor mediodel factorde permea-
bilidad Kf. Este depende esencial-
mentede la distribucióngranulomé-
tricadel sueloy de su densidad(es
decir,del porcentajede espaciosva-
cíos).Un suelobiencompactadoim-
pidecasitotalmenteo en buenapar-
te el pasodel agua.Deestaformaes
oosiblecontrolarcon ciertafacilidad
el volumende aguaen un sueloo el
drenajedel mismo.
5. Disminucióndel
asentamiento
Cuandoel aguase congelatiendea
expandirse,su volumen aumenta
(porej.botellarotaen el congelador).
Estecambio de estadodel aguafre-
cuentementeeslacausade laforma-
ción de grietasen los pavimentos,
placasbaseo paredes.
t5
I
Fig.9 Permeabilidad
Fig, 7 Asentamiento posterior del suelo

CAPITULOI CAPITULO2
RESUMEN
Todosuelosujetoa trabajosde movi-
mientode tierras,desmonte,excava-
ción o aplanadodeberásercompac-
tado.
Mediantelacompactaciónes posible
transformarel material"suelo",blan-
do y poroso,en un materialuniforme
y estable,de pocos espaciosvacíos
(pobreen poros),con la consecuente
mejorade las propiedadesmecáni-
casdel mismo.
Los trabajosde tierracon el material
de construcción"suelo"seextienden
a todos los campos de la construc-
cióncivily tienenun papelpreponde-
rante en la construcciónde calles,
carreteras,canales, zanjas,túneles,
trabajosa cielo abiefto,construccio-
nes hidráulicas,trabajosde funda-
mentosy conbtruccionesferroviarias.
Tambiénen la construcciónde es-
tructuras,viviendasy construcciones
industrialeslas medidasde los tra-
bajos de tierra'forman, en combi-
nación con los trabajos de com-
pactación, la base para construc-
ciones de acero,hormigónarmado,
mampostería,maderaetc.,estables,
duraderas y libres de daños.
Heetael momentose ha habladodel
m€ter¡alsuelo,sindefinirexactamen-
taquées estematerial.
Becdetiempos inmemorablesy aún
hoydfala cortezaterrestrese encuen-
lraexpuestaa lainfluenciade muchísi-
rñoediferentesfactores (fuetzasdes-
tructlvas).Grandescambiosdetempe-
rutura,vientos,agua, heladasY hielo
han conducidoy aún conducena la
dlrgregacióny descomposiciónde ma-
!t! rocosas,las cuales son llevadas
Forvlentoy aguaa zonasde menoral-
turEy allí depositadas- en forma de
ll¡mentos de la compacta-
Clónde suelos
Entreelsinnúmerodesuelosnatura-
lB, dediferentespropiedadesfísicas
QUevaríande lugara lugar,sólolos
lU¡loo minerales(inorgánicos),ta-
fa¡ comoporejemplogravas,gravi-
llas,arenas,son losapropiadospara
serutilizadoscomomaterialde cons-
trucción.
Suelosorgánicos,talescomoel hu-
mus (tierravegetal,negra),la turba o
el carbón,no deberán ser utilizados
como materialde construcción.
t7
Fig. 10 Asentamiento disminuido

Grupo Diámetro (en mm) Subdivisión Tamaños de comparación
Partículas
gruesas
> 60.0 Rocas
> hlrévos alé dálline
60.0a20.0
20.0a 6.0
6,0a2.0
Gravagruesa
Gravamedia
Gravaf¡na
avellanas< huevos
garbanzos< avellanas
arroz< garbanzos
2.Oa0.6
0.6a 0.2
0.2a 0.06
Arenagruesa
Arenamedia
Arenafina
> granosde sal < arroz
= granosoe sal
< granosde sal,partículas¡nd¡v¡duales
aúnv¡s¡blesa s¡mplevista
Partículas
finas
0.06a 0.02
0.02a 0.006
0.006a 0.002
Lrmogrueso
Limomediano
Limofino
partículasind¡vidualesya no v¡sibles
a simplev¡sta
< 0.002 Granomuy f¡no(arcilla)
CAPITULO2
Enlatabla">" signif¡camayorque;"<" s¡gnificamenorque.
Tabla1 Medidas de las partículas(granos)en comparación con objetos cotidianos
l. Tipo de suelo
De principiolos suelos puedenser
clasificadosen suelos no cohes¡-
vos, cohesivos y mixtos
claal rozamientode losgranosy, si-
multáneamente,mejoralatransmisión
dafuezaentrelosmismos.
Suelos cohesivos:
Losgranosindividuales- en general
con forma de plaquetas- de esteti-
po de sueloson muyfinos,casihari-
nosos(farináceos),seadhierenfirme-
menteunoal otroy no puedenserre-
conocidosindividualmentepor el ojo
fpmano.Los huecoso espaciosva-
(íos entrelosgranosson muy peque-
ños y predominantementeaislados
uno del otro (tipo panal de abejas).
Debidoa su estructuraestos suelos
muestranpoca tendenciaa permitir
el paso de agua,aceptan(absorben)
agua muy lentamentepero también
vuelvena entregarlocon lentitud.
Al tomar agua los sueloscohesivos
tiendena hincharsetornándosesi-
multáneamenteplásticos;porotro la-
do,lossueloscohesivosmuestransu
mayorgrado de estabilidadcuando
se encuentranen estadoseco.
Los suelos cohesivos, con sus pe-
queñosporos(huecos)entregranoy
grano,generalmentellenosde agua,
sólo se dejan compactar en forma
condicionalpor medio de la vibra-
ción, siendo relativamenteresisten-
tes a esta vibración. Esto se debe
principalmentea las fuerzasadhesi-
vas naturales(cohesión)entre estas
pequeñísimaspartículas,las cuales
tiendena agruparseformandolámi-
nas continuas con inclusionesde
aguay/oaire,no permitiendoasíuna
redistribuciónde los granos o partí-
culasindividuales.
Agua de lluviasólo puede penetrar
muylentamenteen unsuelo cohesi-
vo bien compactado. Esporestara-
zón que la superficiede cada capa
(tongada) individual debería ser
"planchada", después de los tra-
bajos de compactación, con por
ejemploun pequeñorodillode tam-
bores lisos, manteniendouna pen-
diente transversal(hacia afuera)de
porlo menosun 6 %.
Unavezqueel aguaha penetradoen
el suelocohesivose tornamuydifícil
su extraccióna corto plazo.
Suelosmixtos (suelosbiengradua-
dos):
En la naturalezaIa mayoría de los
suelosestáncompuestospor unaín-
tima mezcla de partículas de mu-
chísimos diferentes tamaños (gra-
duaciones diferentes),o sea, una
mezcla de granos finos cohesivos
como tambiénmaterialesde tamaño
CAPITULO2
Esta mezclas,compuestaspor mu-
chas partículasindividualessueltas
que en estado seco no se adhieren
una a la otra - sólo se apoyanentre
ellas mismas- son, en alto grado,
permeables.Estose debe a que en-
tre las paftículasindividualesexisten
espacios vacíos (huecos) relativa-
mente grandese intercomunicados
entresi.
Enunsuelonocohesivoenestadose-
co esfácilreconocelporsimpleobser-
vación,los tamañosde los diferentes
granos(partículas)y el correspondien-
te porcentajeen pesode estosgranos
(véasetabla1).
Lacapacidad para soportar cargas o
la capacidadde carga de suelos no
cohesivos (granulares)dependede la
resistenciaal rozamientoentrelaspar-
tículas individuales.Al aumentarlos
puntoso supediciesde contactoentre
losgrán9sindividualesdel suelo- por
mediode un aumento de la cantidad
de granos por unidad de volumen
(compactación)- aumentalaresisteñ-
t8
Suelos no.cohesivos (granulares):
ii:l'i,::lr.:
aü:
t9

CAPITULO2 CAPITULO2
medianoo grueso. Estos tipos de
suelos suelenser llamadossuelos
mixtosnaunquealgunavez también
se'los denominasuelos bien gra-
duados.
Fig.11 Suelosmixtos
Su comportamientoen conexióncon
la capacidaddel materiala sercom-
pactado (compactabilidad),su per-
meabilidad,su comportamientofren-
te a inclemenciasdel tiempoy hela-
das está en relacióndirecta con el
porcentajede partículasfinasen rela-
ción a parlículasgruesas(porcentaje
en peso).
2. Forma y rugosidadde la
partkula
La forma y rugosidad(textura)de la
partículaestándirectamenterelacio-
nadascon el mineraly tipo de roca
como también con el proceso de
desgastede la roca (historiade su
erosión)y el camino de transporte
naturala zonasmás bajas.Un cami-
no de transportelargoen arroyosy rí-
os o la acciónde lasolasen laspla-
yas puedenconducira la formación
de partículasredondasy pulidas(li-
sas).Unadisgregación(descomposi-
ción)posteriorde la padículapuede
volvera aumentarla rugosidado tex-
turade la misma.
Forma
1. esférica2. compacta, 3. prismática' 4. lami-
nada,escamada,5. cilíndrica,6. aplanada
ce eg/o
123456
Rugosidad o textura
1. aristasv¡vas,2. angular,3. redondacon aris-
tas, 4. redonda,5. pul¡da
aw@ @
4
o5
Fig. 12 Forma y rugosídad(textura)de la
partícula
t, Dlstribucióngranulométricapor
lamaños
I rr trabajosde fundacionesy movi-
tlllontosde tierraes de sumaimpor-
larrciaconocerla distribucióngranu-
Iornétrica,es decir,diámetrosy por-
r;ontajeen peso de cadatamañode
¡rnrtículaspresenteen el suelonatu-
rtrlqueestácompuestoen si por una
tnfinidadde diferentespartículas.
8e extrae una muestra de la tierra
a ser utilizada y compactada en
tongadas (capas) en la construc-
clón de la obra. Esta muestra es
analizada de acuerdo a normas
establecidas(por ejemploDIN 18
123)en un laboratoriode mecánica
de suelospara determinarla com-
¡iosicióncuantitativa(proporciónen
peso)de las partículasque compo-
nenel materialde construcciónsue-
lo.
Las partículasde la muestrason se-
paradas en grupos de granos por
medio de un procesode tamizado
con tamicesde aperturascuadradas
y de mallascon porej.tamañosde 63
mm, 2 mm y 0.063mm entreotros.
Para aquellaporciónde la muestra
con diámetroigualo menora 0.063
mm (en otras palabras,parlículasfi-
nas)no es posibledeterminarel diá-
metrosde los granospor mediodel
tamizado.Eneste casose orocedea
un análisis(determinacióngranulo-
métrica) por sedimentación,en el
cual una partede la muestraes di-
sueltaen aguadestilada.La medida
de laspartículassedeterminaenfun-
ciónde la velocidadde descensode
lasmismasen el medioaoua.
RECUERDE:Suelos mixtos con
partÍculas(granos)redondasy pu-
lidas(lisas)son mucho más sus-
ceptiblesa la compactaciónque
aquelloscon partículasindividua-
les de aristasvivas o angulares.
Por otro lado, al comparar dos
sueloscon igualgrado de com-
pactación,la capacidadde carga
de unsuelocompuestode gravilla
y gravao piedrapartidacon gra-
nos individualesangularesy de
aristasvivas(altogradode rugosi-
dad)es muchomásaltaqueel de
un suelocompuestopor arenay
gravillasde texturalisa.
c3zf,
Z^o*^)S"o.n^"^Masa elementa
Curvasde distribucióngranulométrica
100
90
8o
70
6o
5o
40
30
2ú
10
0
aoYo E:
TOV,
P^
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40% :
?oLp'.,L.
-__.ó
0.06 0.1 0,25 0,6 1 2 4 68
F2 leve-a medianamentesusceptjblea heladas
Tabla2 Gurvasde distribución granulométricade distintos tipos de suelos

CAPITULO2 CAPITULO2
Se toma nota del peso de cada una
de las oartesde la muestraretenidas
en losdiferentestamices,inclusivela
fracción determinada mediante el
análisispor sedimentación,y luego
se calculasu valorporcentualen ba-
se al oesototal de la muestraanali-
zaoa.
Los resultadosde este análisisson
luegorepresentadosen forma gráfi-
ca, obteniéndosecon ellouna curva
de distribucióngranulométrica(vé-
asetabla2).
Coneste"acta personal"de lamues-
tra,tomadadel sueloa incorporaren
laobra,el ingenieroo el personaltéc-
nicose encuentraen posiciónde po-
der dar informacionesdetalladasso-
breel materialde construcciónsuelo.
El porcentajeen peso de las partícu-
las finas(diámetrodel grano igualo
menora 0.063mm)es decisivopara
la clasificacióndel suelo como un
material"cohesivo" o "no cohesi-
vo" y con ello determinantede las
principalespropiedadesdelsuelo.
Un porcentajeen peso del 15 % de
las partículascon diámetroigual o
menor a 0.063 mm define el límite
aproximadoentresuelos"cohesivos"
y "no cohesivos".
RECUERDE:Un suelo con más
del 15 o%en pesode materialfino
es clasificado"cohesivo" o tam-
bién"arcilloso".
Dosejemplostípicosa tal efectopo-
dríanser las curvasde distribución
granulométricarepresentadasen la
tabla2:
o CurvaA - suelocohesivo,arcilloso"
¡ CurvaB - limo(harinade roca),con
algode gravay légamo(arcilla).
Lacompactabilidadde unsueloes-
tá en relacióndirectaa su distribu-
ción granulométrica.
Sueloscon un diámetrodegranoca-
si consistentementeigualo con un
rangomuy limitadoen eltamañode
laspartículas,tal como seda el caso
en la islade Norderney(véasecurva
C),sondenominadosde graduación
angosta (uniforme) mientras que
aquelloscon granosmuy diferentes,
comoporejemplounaarenacongra-
va y levementearcillosa(véasecurva
D) se clasificancomo bien gradua-
dos (de graduaciónamplia).
RECUERDE:Suelos mixtos de
graduación angosta (distribu-
ción granulométricapobre)sólo
se dejancompactar con dificul-
tad o simplementeno se dejan
compactar.Suelosbiengradua-
dos (degraduaciónamplia)sede-
jan compaetai óptimámónté,
dadoque lasparlículaspequeñas
estánsuficientementebienrepre-
sentadascomoparallenarloses-
pacios vacíos (huecos)entre los
granosde mayortamañodurante
la compactaciónpor mediode vi-
bracióno latransmisióndegolpes
alsuelo.Porconsiguienteesposi-
ble arribara una estructuramas
densa - una estratificaciónmás
alta- y consecuentementea una
mayor capacidad de carga del
suelo.
A ¡xrrtirde la curvade distribución
gr;rrrr-rlométricael técnicopuedede-
Inrrninarotras informacionestales
| 0lllO:
r cl comportamientodel suelofrente
irheladas;
r lir permeabilidaddel suelo(impor-
lanteen laconstrucciónde presas);
o laspropiedadesfiltrantesdelsuelo.
RECUERDE:Lacurvade distribu-
ción granulométricaes partedel
"actapersonal"de cadasueloen
particular.Esta curva provee al
técnico con informacionesins-
tructivas,como por ejemplocom-
pactibilidady capacidaddelsuelo
a sercompactado.
I
4. Contenidode agua
El contenido natural de agua de
unamuestrade suelose exDresaco-
mo la relación(en %o)enfrela masa
naturalde aguapresenteen el suelo
y la masadel sueloseco.
El contenidonaturalde agua de los
suelosvaríaampliamentey es muy
diferentesegún el tipo de suelo a
considerar.
RECUERDE:El contenido de
aguade un sueloes de sumaim-
portanciay determinanteen la
compactacióndelmismo.Elagua
tiendea distribuirseen forma de
unapelículamuyfinaalrededorde
las partículasindividuales,dismi-
nuyendo simultáneamente la
fricción entre las partículas. En
otraspalabras,el agua actúa co-
mo un lubricante, facilitandola
redistribuciónde laspartÍculasin-
dividualesdurante la compacta-
ción.

,Il NOTAS CAPITULO3
Ll objeiivode la compaclaciónde
tlnsuelonatural,perturbadoo remo
Vldo,esreduc¡raun mín¡moloses-
p¡c¡osvacíos(elvolumende poros)
llonosde aireo agua- talcomoya
luoradescritoen loscapÍtulosante-
notos.
Graciasalaumenlode la dens¡dad
dolsueloes posiblealcanzarun ¡n-
Cromentode la capacidadsopor-
tontey una menor tendenciaa Ia
daformac¡óndel suelo, conjunta-
m€ntecon una disminuc¡ónde la
Fsrmeab¡l¡daddel mismo.Paralela
thentese reduceel peligrode que
¡ueloscohesivoso semicohesivos
lbsorbanaguay, por ende,aLrmen
leñsuvolumen.Porlotantoesposi
bleevitarasentam¡entosposterio-
fosYPosiblesdañosconsecuentes
rn general.
Potlasrazonesreciénmencionadas,
gl control y la ver¡f¡cac¡ónde la
Compactacón del material"suelo"
alcanzadaenJaobraesdesuma¡m-
portanc¡a.Los ensayos,los cuales
8ngeneralsóloson efectuadospor
personalcapacitadoy cuyosresulta-
dossonanalizadosportécnicoso in-
genierosciviles,sondecisivosparala
tvaluac¡ónde lostrabajosdecom-
pactac¡ónefectuados.
Esasíquesinlugara dudasseade
lmportanciaquecadaunodelosem
pleadosen la obra tenga o adquiera
ciertos conocimientos básicos so-
bre la ejecuciónde estetipo de con-
trot,
¿Ahora,como es posible saber sí y
cuándoseha logradoalcanzarelgra
do de compactacióncorrecto?
Densidadsecay densidad
Proctor
Enlosaños30,en buscade un mé-
todouniformedecontrolparalabora-
torio,y conelfinde
. evaluarlacompactación(densjdad)
Jogradaconunciertotipode suelo
enunaobray
. definirunvalordereferenciaparala
evaluacióndelgradodecompacta-
ciónalcanzado
el ciudadanonorteamericanoProc-

CAPITULO3 CAPITULO3
tor descubre una íntima relación
enve
. e lrabajo de compactación al
cualfuerasometidoun sLrelo,
. la dens¡dadseca y
. el conten¡do de agua de este mis-
mo suelo.
Luego de prolongadose intensivos
ensayos,Proctorverificaque par-
tiendode untrábajode compactación
o t¡abajopor impactoconstante la
densidadsecamáximadeunciertoti
po de suelo es aicanzadasólo a un
determinadovalor del conienido de
aguadel mismo(véasefig. 13).
Estevalormáximode iadensidadse-
ca alcanzadapara un cierto tipo de
suelo se define como "dens¡dad
Proctor" - el contendo de aguaco-
rrespond¡entecomo ¡rconlen¡doóp-
t¡mo de agua".
Al mismo tiempo Proctor descubre
que el agua contenidodentro de un
sueloesde sumaimportanciaparala
compactación.I,4ientrasque el suelo
comienzaa vibrar - debido a la ac-
ción del equipo de compactación
las partículas más pequeñas co
m¡enzana mrgrar- en virtud del tra
bajo inkoducidocon alta frecuencia
alsueio (véasetambiénCap.7)- ha-
cia los espaciosvacíosllenosde aire
o agua, Durante este proceso, el
agua conten¡doen el materialsuelo
actúa, por así decir,en forma de un
medio desl¡zanteo lubricante.
Antes de profundizaraún más en el
tema,será necesariodefinircon ma-
yor precisiónlos términos,arriba
mencronaoos:
Proctor estandardfue adoptado en
forr¡ade lasnormasAASHTO,Stan-
dard T-99 y ASTM, Srandard D 698,
mientrasque el método Proctormo-
dificadofue adoptadoen las normas
AASHTO,Standard T-180y ASTM,
Standard D 1557respectivamente.
En el Reino Unido, tanto el rnétodo
Proctor(standardy modificado),co-
mo también las normas AASHTO,
fueronadoptadascomo NormasBri
tánicas pafa la Compaciación de
Suelos,Tests BS 1377 Llght Ham
mer (pisóñProctorliviano)yBS 1377
Healy Hammer(pisónProctorpesa-
do) respectivamente.
Sin embargo, y antes de poderse
proceder a efectuar controles de
compaciación,se deberádeterminar
un valor de comparac¡ón (valot
normat¡vo o de referenc¡a) bajo
condicionesde ensayoen un Labo-
ratoriode Suelos(véasefig. 14).
.-;:. - r
Flo,13CuryaProcto.o curyade relacio-
rc! entrchumedady dens¡dad
A partirde esemomento.elmétodo
do R.R. Proctoffue unversalmente
¡rceptadoen el mundode la cons
lrucción,siendollamadoel método
"EnsayoProctorstandard".Debido
oldcrecientetendenciaaestructuras
aúnmáspesadasy a lasdemandas
cadavezmásseverasenlasespeci-
llcacionesde compactación,se de
garfollócon el correrde los añosel
r¡métodoProctor modif¡cado".En
oeneralhoydíaesteúltimométodo
esiáincluídoen lamayoríade lasLi-
cltacionesInternacionales,siendo
partede lasCondicionesEspecial-.s
delContrato.Enellasseespecifican
valoresde compactaciónde suelos
quepuedenvariar,en general,entre
un95y un103% densidadProctor.
Enla RepúblicaFederalAlemana,a
NormaDIN 18127"EnsayosProc-
tor" especificaelmétodoparalade-
terminaciónde ladensidadProctory
elcontenidoóptimode agua.
En los EstadosLJnrdos,el método
F¡9,14Máqu¡naautoñár¡cáparáensayos
Paraelloseprocedecomosigue:enel
laboratoriodesuelossecolocanprue-

CAPITULO3 CAPITULO3
basdelmaterialaensayarenformade
capas(tongadas)dentrode uncil¡ndro
de acero,el llamadocilindroProctor
{véasefig.15).Cadaunade lascapas
colocadasenelcilindroescompacta
dapormediodeunpisónnormalizado,
elcualsede¡acaereimpactarsobreel
maten?lunadeterminadacantidadde
vecesy desdeunaalturaperfectamen-
teespecificada(véasefig.16).
Elmaterialasícompactadoesremo
v¡dodelcilindrodespuésdecadaen-
sayo,paraserpesado,secadoen e
hornoduranteaproximadamente24
horasy luegonuevamentepesado,
Deestemodoseconocenporun la-
do elpesodelmaterialhúmedo(m)y
por
(mo)
otto el peso del material seco
Ahoraesposibledeterminarlacanti
daddeaguacontenidaenlamuestra
del materialsuelo(mw= m - md)y,
además,elcontenidodeaguao hu-
medad(w eñ o/o).Yaqueelvolumen
M delcilindroProctoresconocidoa
priori,se puedeprocederal cálculo
deladens¡dadsecaDd= md/V cor
rcspondientea la muesfadelmate-
rialsueloenestudio.
Losparesdevaloresdens¡dadseca
(Dd)y conten¡dode aguao hume-
dad(wen o/o),determinadosencada
unodelosensayosdecompactación
con la máquinaautomáticaparaen-
sayosProctor,deberánserrepresen-
tadosa continuaciónen un gráfico
(véasefig.13y i 4. Alserconectados
los puntosindiv¡dualesse obtiene
una curva llamadacurva P¡ociof,
curva de relac¡onesentñehume-
dad y densidad o, simplemente,
curuade control.
Al estudiarlacurvaes fácilobservar
que la densidadseca (Dd)de una
muestracon un contenidorelativa-
mentebajode agua(w en 7o)noes-
tá ubicadobajoningúnconceptocer
cadelpuntomáximo(mása¡to)de la
6urya.El "lubricante", o sea, el
aoudconten¡doen la muestraaún
l¡ Inauf¡c¡enle.
FOrotrolado,y en Presenciade un
Ccnton¡dode aguao humedadre-
llllvamente alto, se podráobservar
qur aquítambiénla densidadseca
lbtonidaseencuentrapordebajodel
vdormaximoPosible.Lacurvades-
oltndecadavezmásráPidamenteal
lumentarel contenidode aguadel
mlterial.El agua contenidoen la
mu€strano sólo actúacomo lubri-
6¡ntesino,a su vez,llenatambién
IOBespac¡osvacíosY no se deja,
Oomoesbiensabido,comPr¡m¡r.
En el punto más alto de la curva
,Pfoptorel materialsueloalcanzasu
fnáx¡madens¡dadseca(Dp.l,elgra_
domásaltode compactac¡ó¡Ya un
vllor del conten¡dode agua muy
alpec¡al.Elvaloraquíalcanzadose
denomina"Densidad Procior" o
lambién"100% dens¡dadProctor"
y el contenidode aguacoffespon-
dlente"contenidoóptimo de agua
o humedadóPtima".
Elvalorde ladensidadseca(Dd)ob
t6nidoal compactarel materialde
Oonstrucciónsueloen la obra Por
mediode equiposde compactación
vlbratoriospodrá ser comparado
ahoraconladensidadsecamáxima,
la densidadProctor(DpJ,obtenida
enellaboratoriode suelos,
cradodecompaclácionen 9" = 9Lx ioo
Ejemplos prácticos
Supongamosque las Condiciones
Especialesdel Contratorequieran
una dens¡dadProctor del l0O %
paraunciertosectorde laobracivil
en construcción.Una muéstradel
mater¡ala sercompacladodurante
la ejecuciónde la obraes llevadaal
laboratoriodesuelos.Enel laborato-
rio se determina,Pormediode los
ensayoscorrespondientes,unaden-
sidadProctorotambién,unPloctor
(densidadsecamáxima)DprdePor
ejemplo1.82Vm3.l
1.Unavez efectuadala compacta-
ciónde unacapa(tongada)en un
sectorde la obra,se extraeuna
mueslra del material suelo com-
pactadoy sellevaallaboratoriode
suelosparasu análisis.Enel labo-
ratoriose determinaqueladensi-
dadsecaDddelmaterialcompac-
tado en obra es equivalentea
'1.80Vm3.El gradode compacta-
cióndelamuestrasecalculaconla
folmulayaconocida:
D en o/oPR=r
;;
¡ 100: e8'e% Proctor
F¡9.15 CilindroPrcctor
Esteprocedimientodeberáserrepe-
tidounacantidaddeveces(engene-
ralun mínimode 4 a 5),debiéndose
agregarprev¡amentea cadaensayo
cantidadesdiferentesy cadavezma-
yoresdeaguaalmateriala ensayar.
F¡9,16 ComDaclac¡ónen el cil¡ndroProc-
29

I CAPÍTULO3 CAPITULO3
En este caso el trabajo de com-
pactac¡ón efectuadoen este sec-
tor de laobrano alcanza a cump¡¡r
con el grado de compactación
especificado en el Contrato. Se
deberáporel o efectuar como mí-
nimo una pasada adicional con el
equipo de compactaciónpara lle
gar al valorrequerido.
2.Otramuestra,removidaen un sec-
tor d stinto de la obra y bajo las
r¡ismas co¡diciones, arroja como
resultadode controlen el laborato-
r¡ouna densidadsecaDdde 1_82
t/m3.
1.42
!:r.r olpn= I e2 ;i l0¡ = 10¡% !:'r.icf
Enestecasoel grado de compac-
tación obten¡do en obra concuer-
da exactamente con as especf
cacionesdeiContrato.Ya no se re-
quieren pasadas ad¡c¡onalescon
el equipo vibratorio de compac-
tación.
3. Una tercera muestra tomada en
obrat¡eneunadensidadsecaDdde
1.87l/m3.
1.47
tr e¡ qqpa
- iE x 1Aa= 42.1 1ta.. .t:
En este sectorde la obra el grado
de compactac¡ón obtenido con
os eqlipos de compactación es
mayor queelespecificadoporCon
trato-Enestecasosedeberácons
derarsi las circunstanciaspermten
la reducción del número de pasa-
das en una o dos, para poder así
ganart¡empode trabajo,reduciren
consecuenciagastosy disminuife
desgastede losequ pos.
RECIJERDE:Se deberánefectuar
una o más pasadascon los equi
pos de compactación si el valor
del gradode compactacrónobte-
nido en obra se ubica por debajo
del valorespecificadoen lasCon-
dicionesEspecialesdel Contrato.
Si, por otro lado,el valorobtenido
se ubica por arriba- es mayor-
que elespecificadoenelContrato
sedeberá cons¡derar fa pos¡b¡l¡-
dad de disminuir el número de
pasadas con el equipo de com-
pactac¡on,
.. (:ontendo naturalde agua o la
li|| redadnaturaldel sueloes sut¡-
. ri resLrltanecesar¡oagfegaragua-
|1i decir aumentarel contenidode
irilLrade matera suelo
i)iüllpoder ograr la compactación
l)r'otrolado,y bajocondicionesd
llIcntes. la curvade relaconesentre
,r(lensidady e contenidode agua
, rrrvaProctor nos nformas resulta
I¡)Cesariosécarei material,porejem
trk)por medio de trabajosde arado,
rl!rbidoalcontenidode aguaexcesi
vodel r¡ismo.
RECUERDE:El ¡epresentarlos
paresdevalores"densidadseca/
contenidode agua"en formade
un gráico la curva Proctot-
cumple con dlferentesfinalida
des,comoporejemplo
. determinarlos valoresde refe-
renciadela"dens¡dadProctor"
y el "conten¡do óplimo de
agua"paralacompactac¡Ónen
obra;
. reconocerlos lírnitesdentrode
los cualesse podrá moverel
contenidonaturalde aguadel
sueo a trabajarpara obtener
una cierta densidadseca del
materialunavezcompactado;
. determlnarlosvaloresdedensÉ
dad secaque se puedenobte-
neren basea unciertoconteni-
do de aguadelmaterial
. verificarel gfadode compacta-
cióndeunsuelonatural,noper-
iurbadoy poderjuzgarsielcon-
ienldo naturalde aguaadmite
unacompactaciónadicional.
Determ¡nación del conte-
nido de agua en base a la
curva Proctor
La curva Proctot o curvade reac o-
nes e¡tre la densidady el contenido
de agua,nosólose prestaparalade-
ter¡¡inacón de la densidad Proctor
de un determinadotipo sueo. S as
CondicionesEspecialesde Contrato
requieren,por elemplo,unadensidad
seca de 95 o%Proctor,es fác I deter
minarpor medio de la curva Proctor,
dentro de cuáles limrtes se podrá
moverelcontenidode aguao hLrme
dad (en %).
En zonas extremadamentesecas o
zonas trop ca es esta información
puedeser de importancia,dado que
es posibledefinirsi:
30

CAPITULO3 CAPITULO4
+2.7s!
2.7oI
2.6sFr
2.25
2.20
2.15
2.10
2.O5
2.OO
1.95
1.90
1.85
1.80
1.75
1.70
1.60
1.50
1.45
1.40
'1.35
d--
E
p
o
Contenidode agua en 7o
La curva de saturación,también llamadade espaciosvacíosnulos,es e
punto en el cual un sueloteóricameñtealcanzasu máximadensidad.
*
¡
a
ü
-
{
%A
F¡q.17CutuaPrcctorparad¡ferentestiposdesuelos.
Paraelcálculode ladensidadsecay
dllgradodecompactaciónD en%p,
d€lsuelocompactado(talcomoya
lueravistoen el capítulo3),se hace
ngcesariotomar muestlasdel sue-
locompactadoenlaobra.Estemé-
tododirectoy conc¡uyenteeslleva-
doa caboen general,y Porrazones
d9costos,sóloenformapuntualen
areasseleccionadas.
EnlaRepúblicaFederalAlemanapor
alemplo,laZTVE-SiB(NormasTécni
Cqgy DirectivasAdicionalesparaTra-
trajbsde Movimientosde Tierrasen
obiasViales)fi¡aun númeromín¡mo
domuestrasatomarparalosirabajos
anlasobrasviales,Delamismamane-
fa,enlasCond¡cionesEspec¡alesde
Contrato,condicionesestasquefor-
manpartedelamayoíadelosDocu-
mentosdelConlrato internacionales,
seespecificaunacantidadmínimade
muestrasparael controlde la com
pactación.En generallos Contratos
especificanunamuestraporcadatan_
tos metros2de materialcompactado
encadatongada(capa)
Tsbla3 Selecc¡óñdel método de ensayo paÉ la determ¡nacióñdel volumen de uña
M'ttódode susl¡tuconPor
balónd€ agua,poreñS¡údo,
Merodosdesultúciónpor
balóndéaqua,PorYesoo déiesligos,desustruoióñ
máódodosst lucónForáguá

CAPITULO4 CAPITULO4
La variedadde métodosexistentes
para la extracciónde muestrasde
suelosenlaobraesamplia.Lanorma
alemanaDlNl8125,BL2aconsejala
aplicaciónde losdiferentesmétodos
enrelaciónconeltipodesueloaana-
l¡zar.Algunosejemploshansidoenu-
meradosenlatablanr.3,
Una muestfa del suelodeberáser
extraídade unaciertay determinada
posición en generala serdefinida
porel inspectorde obra- de laton-
gadao capacompactadaen laobra
paracadaunode losmétodosdife-
rentesrecomendadosen latablanr.
3. Elvolumende la muestraes co-
nocidaa pr¡ori(p.ei.métododeex-
tracciónde testigos)o, alternativa-
mente,deberáse¡ determinadaen
el lugar(p.ej.métododesustitución
por balón de agua o arena).Las
muestrasextraídasdeberánserremÉ
tidasal laboratoriode suelosdonde
se detefm¡naránpormediode me-
dicioñeso cálculoslosvaloresdefi
nidosa continuación:
se haceposibleelcálculodelgrado
de compactac¡ónen o/op¿Pudién-
dose consecueniementeevaluarel
estadoaclualdeIacompaciacióndel
sueloen esepunioespecíficode la
obra.
A continuacióndescribiremosende
talle algunosde los méiodosmás
usualesparalaextracciónde mues
tras y la determinaciónvolumétrica
de losmismos,
Método de extracción de
' ,testigos
l
. pesohúmedo
. pesooelagua
m
. contenidode aguaen o%w en o%
. densidadseca Dd
. densidadProctor D",
(yadeterminadacon antelación).
Conlosdos últimosvalores,DdyDpry
con lafórmulayavistaenelcapÍtulo3
GÉdo de comDaclación D 4 2""= 9l ¡ too
- Dpn
F¡9.14 Tubo dé guiá, basey cabezal pa.a
Unavezque el suelocompactado
ha sidoraspadohastaunaProfun-
didadde aprox.50 mm con, Por
ejemplo,unaregladeacero,sede-
beráfijarcon clavosespeciales(N)
la placabasede formacircular(K),
consutubodeguíaintegrado(F),al
suelo,
El cilindrode perforación(EZ)con
sistede untubode aceros¡ncoslu
Es dealtap¡ecisióny llevaincorpo-
fldo un cantode corteinterior,Este
Olllndro,cuyovolúmenes perfecta-
m€nteconocido,se introduceden-
ito deltubode guíacon elcantode
oortedirigidohaciaabajo.
Luegose deberácolocara presión
alcilindrode perforaciónpreferjble
tientedentrodelsuelono alterado.
9l estono fueraposible,se deberá
hlncarel cilindrocon unamazape-
aadahastaaprox.10mmdebajode
h 6uperficiede¡suelo.
oomo pasosiguienteel cilindrode
perforacióndeberáserextraídocui-
dadosamentedelsuelocon unapa-
h, para luegoser colocadosobre
una base sólida.La porcionesde
sueloquesobresalende los bordes
de¡ cilindrodeberánser removidas
consumocuidadoy capaporcapa,
util¡zándoseparaello una reglara-
santede aceroo un cuchillo,hasta
obtenerunasupeÉiciealras(coinci-
dente)conlos bordessuperiore in-
feriordelcilindro.Luegose procede
a cerrarel cilindrode amboslados
con sendastapas numeradas,de-
biéndosefjjarestasúltimascon una_
cinta autoadhesivapata garcnlizal
uncierrecompletamenteestanco.

CAP¡TULO4 CAPITULO4
RECUERDE:Errores típ¡cos co-
metidos durante el ensayo o du-
rante el cálculo pueden hacer
variar el resultado del grado de
compaciación,por ejemplo:
. pérdida de una parte de la
muestra debido a una extrac-
ción inadecuadadel cilindrodel
suelo
. pérdida de una parte de la
muestraal emparejarla superfi-
ciede lamuestraconlos bordes
superiore inferiordelcil¡ndro
. aflojamientodel material a in-
vestigardurante el proceso de
hincado del cilindro dentro del
. aplastamiento longitudinal del
cilindro de perforación,debido
a{ hincadodel mismo en suelos
muy duros. El aplastamiento
condücea unadiminución-fre
cuentemente desapercibida
del volumendel cilindro.
Cadaunodelosenoresreciénmencio-
nadosconducea valoresde la dens¡-
dad secamásbajosy,porende,a una
reducc¡ón del grado de compacta-
ción en comparacióna la compacta
ciónrealmentealcanzadaen laobra.
RECUERDEi La corecta y ade-
cuada exiracciónde las muestras
y la subsecuenie determinación
volumét¡jca,conformea lasreglas
de arte, es de suma importancia
debido a las razones menciona-
das anteriormente.
Métodode sust¡tución
balónde agua
nlrlnrl¡laválvulade purga,se empu-
lr¡ñlpistónhaciaabajopor mediode
l¡q r npuñaduras,Unavezque el ba-
h10(Jobo)de aguaquedafirmernen-
le ¡Uretadoconira el suelo y que el
rivo dellíquidodentrode la barraen-
In ol pistóny las empuñadurashaya
d¡riondido hasta la marcación co-
IoRpondiente,se efectúaunalectura
h onel vernrer
aperturade la placa base.El material
asíextraídose depos¡tadentrode un
recipiente de almacenamientocon
tapa, Los costadosde la excavacjón
deberánserlo másverticalesposible
y no deberánextendersepor debajo
de la placa base. El materialsuelto
adheridoa las paredesy en el suelo
de la excavacióndeberáser removi-
do pormediodelpincelyagregadoal
materialdentro de recipientede al
macenamiento,el cual deberá ser
cerradoen formaestancaparaevitar
la entradade a re o un escapede la
humedad.
una vez concluído este trabajo se
vuelvea ubicarel equrpodel balónde
aguasobrela baseparaefectuaruna
nueva medición, tal como ya fuera
descritoanterormente,El balónlleno
de agua es empujado nuevamente,
de rnodo firme, hacia abajo. ahora
contralasparedesy la basede la ex-
cavación.Luegose procedea efec
tuar una nuevalecturaLr.
El volumena determinarde a exca
vaciónes equivalenteai volumende
líqLridodespazadoporelpistón entre
las dos medrciones:
por
F¡9.20 Equipopará€l ensayo con elbalón
También en este caso se deberá
aplanarenprimerlugarelsuelocom
pactadocon unareglametálica.Lue
go de colocaday fijadala placabase
anular, se deberá extraer materia
suelo ubicadodentrodel anillode lá
basehastauna profundldadde apro
ximadamente50 mm. lvlateriasuelto
deberáserremovidopormedio de un
cepillodemanoo unpincel.Luegose
co oca el equipo del balón de agua
soL,rela placa baseanulary, unavez
F19.21Mérodo del balón de agua
Unavez efectuadala lecturah,se
deberállevarhaciaarribael pistón,
Inclusiveelglobo,paraluegocolocar
cl equipodentrode ia cajadetrans-
porte,El materialsueloque se en-
cuentraubicadodentrode laaperiu-
tadelabaseanulardeberáserexca-
vadocon herramientasapropiadas
hdstaunaprofundidadequivalentea
I o1,5veceseldiámetrointeriordela
t¡={L,-Lo)xF
donde F es una constanteparael
equipode ensayoa balónde aguay
dependede lasuperficiedelpistón.
lil
i6

t"i CAPITULO4 CAPITULO4
RECUERDE:Errores típ¡cos de
m?neio y cálculo son:
. purgado defectuoso del balón
oe agua
. presióninsuficjenteentreel ba
lón de gornay las paredesde la
excavacón (el nivel del líquido
no llegahastalamarcaciónden-
tro de ia barra)
. pérdidade mater;alexcavadoal
pasarloal recipientede almace-
namlenlo
. pérdidade humedaddel mate-
rial en áreas tropjcales por no
cerraren forma correctael reci
pientede almacenar¡iento.
Método de equivalente de
arena
Luegode fijar la baseanularde ace-
ro correspondientesobre el suelo
cor¡pactado,se efectúaunaexcava-
ciónsimilara laefectuadaparaelen-
sayodel ba ón de agua.Ufa vezter
m nada la excavacrónse coloca so
bre a baseanuar y por enc ma de a
excavacón un cono doble,llenoen
su parte super¡orcon arenafiná de
ensayo, calbrada y pesada con
exactitud.Despuésde abrir la válvu
lalaarenafuyehaciaabajohastale
nar completamentela excavacróny
elcono inferior.Luegosec erralavá -
vu a, se remueveel cono dob e y se
vueve a pesarcon exactrtud,En ba-
se a la d ferenciaentre as dos pesa-
das se puede determinarpor cá cLl
os el vollmen de arena ntroducidcl
dentro de la excavacón (véasef g
2sj.
:i:.I
li.::i',1
I r .23 Método de équiva¡entede areñá
Fig,22 Equipode ensayo de equivalentédé
RECUERDE:Errorestípicos de
manejoy cálculodurantela de-
ierminaciónvolumétricapor el
métodode equivalentede arena
. pérdidade partede lamlrestra
. usodearenanocallbrada(volu-
menefróneo)
. vibracionesen el sueiodurante
el ensayoila arenaes parcia¡-
mentecompactada)debidoa,
porejemplo,eltráficodecamio-
nesdetransportede material.
Se denominan"métodos radiométri
0os"aquellosmétodosen los cuales
lasradiacionesde isótoposradiact-
Vossonmedidosconlaayudade de-
lectores.Los valores medidos por
los detectoresson e ectróncamente
correlacionadoscon a dens¡dady el
conten¡do de agua (humedad) del
suelopenetradopor los rayos.
La ventaja más ¡mportante de este
r¡étodo de control,en el cuál los va-
loresmedrdosson de alta prec¡sión
y confiabilidad,es eltiempo de me-
d¡c¡ón extremadamente corto. Al
contraro de los métodosmenciona
dos anter¡ormente,paralos cuálesel
t empo ¡nvertdo en la determinacón
de gradode compactaciónen %p,,
inclusivelostrabajosde laboratorio
es de aproximadamente24 horas,e
método rador¡étrico permite ia de-
term nación de os vaores en un
t empo total de aproximadamente5
m nutos.
LJnasegundaventajaes que durante
el controldel gradode compactación
no resultafecesar¡oremoverelsuelo
a ensayarn tampoco electuarensa
yos destructivosen ap icaclonesso
En la mayoría de los países del
mundo el uso y manejo de las son-
das nuclearessólo le es permit¡doa
personas que han s¡do autorizadas
ofic¡almentepor un ente delgob¡er-
no para este t¡po de trabajos.
Ensayocon sonda nuclear
Fig.24 Equipode ensayo nuclear
33

V
CAPITULO4 CAPITULO4
Método de la sonda de
penetración
F¡9.25 Sonda de penetración liv¡ana
La sondade penetraciónse utiliza
especialmenteen presenciade sue
losconunaltoporcentajedepartícu-
lasfinas.
Lapr¡nc¡palventaiadeestemétodo
de mediciónindirectoeselcontrol
relal¡vament€ráp¡doen unavar¡e-
dad de puntos d¡ferentesde una
superficieo tongadayacompactada;
otro aspectoes el fácilmanejopor
ejemploen pendienteso en zonas
estrechascomopor ejempfozanjas.
Sinembargose debeptestaraten-
c¡ónque
. al estaren presenciade condicio
nesdelsuelovariables
. al existircontenidosde aguadife
. alhabersuelosmixtosconpiedras
. en el casode suelossemi-a alta-
mentecohesivos
estemétodono perm¡teunadefini-
ción inequívocasobreel gradode
compactaciónalcanzadoporel ma
terialcompactadoenlaobra.
Espos¡blecontrolarla resistenciaa
lapenetracióndeunatongada{capa)
en todasu profund¡dad,si secom
paranJosnúmerosde golpesnece-
sariosparapenetrarconlasondade
penetración(punta+ 1 m)dentrodel
materialde relleno.
El métodode la sondade penetra-
ción permiteunaverificaciónrápida
del materialcompactadoen obra,
s¡emprequeel materialderellenono
varíesus propiedadesa lo largode
grandesáreaso la obraentera.Una
vezalcanzadoslosvaloresde densi-
dadrequeridosporelContrato de-
term¡nadospormediodeladensidad
secadelmaterial(porej.conalguño
de los métodosdescrjptosanterior
mente)o pormediodelmétodode la
placade carga- seefectúanparale
lamentemedicionesconlasonda.En
consecuenciase conoceel número
de golpesmínimosrequeridospara
ese material,a una profllndidadde
por ej. 40, 60 o también80 cm de
profundldad.Deallíenmáses posi-
lla reconocerráp¡damenteaque-
l||t áreasen las cuales no se ha
llagadoa la densidadrequeÍda y
la podrá,por ende,procedera una
üompactac¡ónadic¡onalen fo¡ma
laleccionada.
llétodo Clegg para control
de suelos
ElequipoCleggparacontroldesue-
los- un métodoutilizadoa menudo
an GranBreiaña- consistebásica-
mentede un martillode compacta-
o¡ónmodificado,conunpesode4,5
kg,ubicadodentrode untubo.Al li-
berarel martilloa partirde unacierta
tltura,estecaeatravésdeltubo,im-
pactandosobrela supediciede so-
portey perdiendosu aceleraciónen
formaproporcionala la rigidezdel
materialdentrodeláreade jmpacto.
Unacelerómetroconectadoalmarti
llogeneraunacargaeléctr¡ca.Lacar-
ga es mediday registradapor una
unidaddigital,o seaquelaunidadre
gistraelpicode laaceleraciónnega
tiva.El nivelpicoobtenidodespués
de efectuarseel cuartoimpactodel
martillose denomina"valor de im-
pacto".
Paraefectuarel ensayose remueve
conel piémateria¡sueltoy se colo-
ca el tubo verticalmentesobre el
puntoa mediro controlarLaunidad
digital,sostenidaen unamano,de
beráestarconectaday enfunciona-
miento.Luegoseprocedea levantar
elmartillohastalaalturaindicadaen
eltubo(450mm)paraluegodejarlo
caerlibremente.Esteprocesose re-
pitecuatrovecesenel mismolugar,
debiéndoseregistrar(tomar nota)
del valor de ¡mpactode la última
catda.
Esta técnicapermiteefectuaruna
cantidadgrandede ensayosen un
cortoperíodode tiempo;250ensa-
yoshansidoefectuadossin proble-
masconesteequipoenel correrde
unamañanao tarde.
El valorde impactoes una¡nd¡ca-
c¡ónde la res¡stenc¡adel material
sueloy demuestraunabuenacorre
laciónconlosresultadosdelCBR.Es
porelloquelosvaloresdeterminados
con el métodopor impactoClegg
puedenserutilizadosenformasimi-
lar a los valoresdeterminadoscon
ensayosCBBefectuadosenel labo-
ratorioy enlaobra.
llg. 25a Equ¡poClesg

CAPITULO4 CAPITULO4
El equipoCieggpuedeser utilizado
para determinaren la obra misma
aquellasáreasen lascualesaúnno
sehaalcanzadoelvalordecompac-
tación requeridoy, asimismo,para
evitarsobrecompactaciones.Traba-
jos de compactacióndefectuosos
puedenserdeterminadosy corregi
dosa medidaqueocurren.LJnacali
bracióndel materialen ensayoper
miteespecificarunvalorde impacto,
a un c¡ertogradode conten¡dode
agua(en%), parallegaral valorde
compactaciónrequerido.
El equipoes ampliamenteutilizado
paraensayardiseñoy construcción
de pavimentos,subrasantesy traba-
jos de movimientosde tierrasy tam-
biénparaconfirmaruna compacta-
ciónuniformea lo largode grandes
trechos.Ene casode lacompacta-
ciónde suelosen zanjas,y unavez
colocadoscañoso tubos,es posible
efectuarrápidamentemedicionesde
controlparapoderasegurarseque
los nivelesde compactaciónhayan
alcanzadolos nivelesespecificados
PorlosContratos.
Fig. 26 Placade cárqá
Método de ensayo con pla-
ca de carga
A menudose efectúanensayoscon
unaplacade cargaparadeterminar,
enformaindirecta,el gradode com
pactaciónde un suelode relleno.
Tambiénaquíse cargael sueloa lo
largoy anchode unatongada(capa)
y ensitiosdiferentes.
Se mideel asentamientodelmate
rialen un puntoaJseraplicadauna
ciertapres¡ónconuncilindrohidráu'
licosobreel suelopormediode una
placacircularapoyadaen el suelo.
Se repiteel proceso.Luegose rela
cionanos dosparesde valorespor
mediodelcálculodelmódulodede-
formaciónE,1y E,2.Lasnormas¡e
qu¡eren segúntipode sueloy pro
fundidadde lasLrbrasante- un valor
mín¡moEv2,numéricamentepref:ja
do y unvalormáximoparala rela-
c¡ón Ev2./ Ev1.
Hemosoptadopor no entraren ma-
yoresdetalles,dadoqueestetipode
ensayosólopodráserefectuadopor
unexpertoy de acuerdoconlasnor-
masalemanasDIN18 134o normas
ameÍcanasequ¡valentes.
La grandesventaiade éstemétodo
eslainversiónentiempoy equipore-
queridoparaefectuarel ensayo.Se
tardaaprox.t horaporpuntode en
sayo,¡ncluyendomontajey desmon
tajedelequipo.Ademássenecestita
unconvapesoo puntooeapoyosu
periorparael cil¡ndrohidráullco- en
generaluncamióncargadode mate
rial.Ademásno es pos¡bleobtener
valoaesrealesen elcasode suelos
oohosivosreblandecidos,aúnsies-
loehubieransidocompactadosante-
llormentehastaelgradodecompac-
láclónrequerido.
43

NOTAS CAPITULO5
ll
llüálessonlosfactoresqueinf/uyen
I0llrelacornpraylasapl¡cacionesde
Íl!lpos decompactación?
ellos preguntasno siemprepueden
tfi contestadasconfacilidad.Talco-
ttloyafueravistoen/oscapítulosan-
latotesse deben considerartoda
{ltloser¡ede factores,factoreses
loaqueformanpartedel"acta per-
aonal"delmateriala compactar,ta
loscomoporejemplotipo de suelo,
lormay rugosidadde la partícula
l¡dlvidualcomo lamb¡énla d¡str¡-
bucióngranuloñétr¡ca(véasetam-
blóncapÍtuJo2.
Adlqionalmentese debenconsiderar
lá6 bondicionesespecficascle la
obra,elporceniajede compactación
pfoscriptodelmaterialasercompac-
lodo(densidadProcto4,ademásde
ItsCondlcionesEspecialesdelCon
lfEto.
Losfactoresreciénmencionadosde
Doranseranalizadosparapoderde
lSrminar:
1,Quétipode máquinaes Ia más
adecuadasegúneltrabajoa efec-
fuary
2,Conquéequiposelogn alcanza
enlaforrnamáseconómica,losre-
sultadosrequeridos.
Aldecid¡rsob¡eunequ¡podecom-
pactac¡ón,sedeberádefin¡r,anteto-
do, desde el inicio,si el equipo va a
ser utiljzadopredominantementepa
ra suelos granulares (no cohesi-
vos) o suelos cohesivos!
Fig.27 Suelosgranularesy cohes¡vos
Suelosno cohesivos
Lavibrac¡ón(compactacióndiná¡i
ca)reducelafricciónentrelaspartí-
culasindividualesdel suelo,permi
t¡endosimultáneamenteunaredistri
buciónde estasmisrnaspartículas.
Graciasalavibraclónseiogranredu-
c¡r los volúmenesde poros (espa-

|¡r CAPIIULO5
CAPITULO5
ciosvacíos)y as inclusionesde agua
y aire son desplazadashacia la su
perficie.obteniéndoseparalelamente
una mayor compac¡dad (densdad
seca)delmaterialsuelo.Dadoquela
v¡bración aumenta el efecto de la
compactac¡ón en la profundidad es
posibleespecificartongadas(capas)
de mayor profundidad,contrbuyén-
oose con etio a lna compactación
mas efectiva y económica.
En general,y graciasa su ntensvo
efecto de compactacón, planchas
v¡bradorasse ut lizanparalograróp-
trmosresultadosen la compactacrón
de suelos no cohes¡vos.
Adicionalmentese deberánconside
rar tos excetentes resuitados en la
compactac¡ón, la alta péñormance
(producción),et alto grado de cor-
fiabil¡dad y los costos resLrltantes.
relat¡vámente bajos, de esta clase
de equipos.
Para a compactaciónde grandessL
pertcres con suelos granulares(no
cohes¡vos)se utilza¡ en generalrc-
dillos vibratorios
Sueloscohesivos
RECUERDE:Paralievafacaboen
formacorrectay efectivalacom-
pactaciónde un suelocohes¡vo
es necesarioque el materialsea
amasadoy,a la par,presionado
o golpeadoen formav¡gorosa,
II r0.29 Altura de sátto de un vibroap¡so_
I r sueloscohestvosla acc ón de /a
I rrrrrade ¡mpactode un vibroap¡so-
I¡rdor reducea un míntmola adhe
Grúf(cer¡entación)entre las particLr
l¡rr inclividuales(cohesón reat).Adi
' k)nalmentees reducida la fr cc ón
,r lre part¡culas.Las lnclusionesde
,rlroy/o aguason desplazadasen dl-
rrncronde /a superficie.De esta ma
rr'faseobt eneLlnacompacidadma_
l|ra elevadaalturade salto detpi-
rrrJnde un vibroapisonadores desea-
lrc,ya que de estaformaes posble
,,1)leneru¡ alto trabajo de ¡mpacto
pofgoipe comotambiénparagaran-
lirar un mejoravancedel equipo.La
,rtasecuencia de golpes dentrodel
ordende 500 a 800 golpespor minu
lo rraceque laspartículas giren, os-
c¡leny v¡bren y se mantengan en
constante mov¡m¡eñto, lo que es
Lnagranventajadurantela compac
l¡c¡ónde suelostanto cohesivosco
flo también no cohesivos (granula-
rrs).
Fig,30
F¡9.31 Fod¡ttovibrátorio con tambores pa-
A rnenudodentro de zanjasse utili
zan rodillos v¡bratorios con tambo-
res pata de cabra, untipo de r¡áqui-
Fis.2A Planchavibradora
Ilmilit"

CAPITULO5 CAPITULO5
nade usouniv€rsalo seapafatodo
tipodesuelos.Eltar¡borpatadeca
bra es especar¡enteapto para la
compactaciónde sueos cohesivos,
yaquenosolovibraconaltafrecuen-
c asinoqueademásbatey amasasi-
r¡utáneamenteal materia,acciones
esiasqueayudana lae|minaciónde
lasinclusionesdeaguay are,Al ms-
motempose reducena un mínimo
losterronesgrandesincudos en el
matefalsuelo,obteniéndoseasíton
gadas(capas)homogéneasy den
RECUERDE:AI seleccionarun
equrpodecompactaciónparaser
uiilizadosobresuelossemicohe-
s¡vosa no cohesivos(granula-
res)consideresiempreen primer
lugarunaplanchav¡bradorao un
rod¡llov¡brante.
BECUERDE:Al seleccionar un
equipode compactaciónparaser
utilizadosobresuelos semicohe-
s¡vos a cohes¡vos considere
siempreen primerlugarun v¡bto-
apisonador o un rodillo vibrato-
r¡o con tambores pala de cabra
E Institutode Investgacionespafe
ConstruccionesVialeser]Colonia,Ac
mana, ha preparadounatabla(véase
Tabla4),en acual se enumerandfe
rentestiposde equiposde compacta
ción,divdidos en distntascategorias
de peso,correlaclonadoscon diferen
tes gruposde suelosy profundidades
decompactacó¡. Aúncuandoestata
blahasidodestinadaenprimerlugara
lacompactaciónde materialesenzan
jas,la relaciónentreelt¡pode equipoy
eltipo desueloa cor¡pactarpuedeser
claramentereconocida.
1pr¡ciparmerepara a zorá¿¿sq!coson,¡Bt
"rt!:t!!
lnbla4 Campos de dplicacionespará equipos m"ranr!o d¡ LompJ.idcior
Aplicaciones tiricas para
cquiposde compactación
dinámica
I n genera losequiposde compacta-
oiónvibratorios(compactaciónd ná-
rnica)son utilizados principalmefte
r)nlacompactación de suelos y ca-
pas asfálticas, pero ad cionamente
rJelos utilizatambiénparaotrostipos
rje aplicacionestales como la vibra-
cón de pavimentosadoquinados,
tambión llamados autoblocantes o
adocretos, o para la cor¡pactacrón
de tongadas (capas)poco espesas
cle hori¡igón pesado. La tabla 5
muestraalg!nasde osmuchoscam-
pos de aplicaciones posibles para
equiposvibratofios.
lJ
I
F¡9,32 Rodillovibrátorio

CAPJTULO5
v
c{]ttlLsiA D_E
._-'_.
I N¡Erq"ACI____.,_/
NOTAS
06 ráb,j€ de @mFcbción
+ apopiádo 0dé'D nó 5pb
fabla 5 Apl¡cac¡onestipicas para équjpos de compáctac¡óndináñica
50
5l

NOTAS
CAPITULO6
1i I osv¡broap¡sonadores,tambiénave-
I r)sllamadospisonesrápjdosdecarre-
thlarga,son acc¡onadospor lo gene-
ml por motoresde gasol¡nao diesel
y on casode aplicacionesespeciales,
Ixy motores eléctricos. La fuerzage_
|r)fadapor el motor es transmitidaa
lr¡lvésde un embraguecentrfugo a
ü racajadeengranajes,lacuaiconvier
ie elmovimientoderotaciónenunmo-
vrmremoascendentey descendente_
o sea longitudinaloscilante- a través
de un accio¡arnie¡toexcéntricoy una
biela(véasetambiénfig.34).
Un pistónguíahaceLtsode ester¡o
vrmento longitudtnalpara comprimir
un sistemade resortes,Estesisterna
de resortesalmacena¡aenergíades_
v¡broapisonadorhistó.ico

CAPITULO6 CAPITULO6
arrolladapor el motor de acciona-
mientodeformatalqueentregaa pi
són una velocidadde descensomá
xima en el r¡omento en que el pisó¡
mismotocaalsuelo.Uninstantemás
tarde e sistemade resodeses com
primido nuevament-ó,p-aroen la di
recciónopuesta.
La máquinadespegadel sueo (er'rtre
20 y 80 mm). Sólo en el caso de un
equipo t'ien diseñado,en el cual se
ha logrado una relación de pesos
pefecta entrela masasuperiore in-
feror, el vibroapisonadofse mueve
hacia adelante. Adicionalmente,la
posición inclnada del vibroapisona
dor favoreceal r¡ov r¡iento de avan
ce. Elsuelo es cargadonuevamente,
graciasa la caÍda ibrede la máquina
y al pisón,que simultáneamentese
encuentraace erandohaciaabajo.E
v¡broap¡sonador"cam¡na" sólo.
RECUERDE;Un vibroapisonador
bien diseñado "avanza" por si
mlsmo durante el proceso de
compactacióny sólo deberá ser
guiado,noempujadoo levantado,
por eroperaoor.
1, Puntodé izájecenrEl
4- Fi[rcde combustibleintegrádo
5. Molordeaccionamienlo
6. Fueza <te¡mpacroy altura dé sálto rc-
7. Sislémádeapisonado hermél¡co
10. Báse de ace@ res¡stente a¡desgaste
Efecto de compactación de
un v¡broapisonador
Elefecto de compactac¡ón de unv
broapisonadordependedel número
de golpes por minuto,deltrabajo de
¡mpacto por golpe, laaltura de sal-
to y del p¡són mismo.
Latransferenciade la energíaal sue
o es llevadaa cabopor mediode una
rápida sucesión de golpes. La se-
cuenc¡a de 500 a 800 golpes por
m¡nuto es tan alta que el r¡ateria a
compactares manten¡doen un movi
miento constante. Debido a ello la
fricciónentrelaspartÍculasindividua
les del suelo es reducidaa un mín
mo.Conlaayudaad/cionaldelapre
sió¡ supeÍ cial ejercidapor el p són
e materialse asientaen forma más
Fig.34 Modelo en corte de un vibroapiso
I rt,,35vibroapisonadorde a¡torendimiento
l)r)brdoa os puntos rnencionados
nrileriormente,y en el caso del pisón
rrlprdode carrera larga, se obti_^ire
ona relac¡ón extremadamente fa-
vorableentre el rendimiento sum¡-
tll8tradoy elpeso de/équ¡por¡ismo
(lrlrciasal denominado ,,efecto de
laligazo". Debrdoal ,'s¡stema osc¡-
Innte(v¡brante)doble',, también a-
rll do srstemade resortesdoble, el
l) rón podrá actuarsobre et material
¡l¡rrellenoun tiempo suficientemente
rl fjo como para entregartotalmente
¡o cnergíacinética(energíade movj-
rrü¡¡to).
F¡9,36 Mbroapisonador diesel
RECUERDE: La extraordinar¡a
accióndecompactación de unvi-
Droaprsonadol basada en una
combinaciónde golpesy vibración,
dá una densidadmucho más ele-
vada del material - despuésde
unaspocas pasaoas- que la que
seía posjbleobtenerpor mediode
cualqulerotro tipo de equipo de
compactacjón- sincuestjonaraquí
la capacidad de compactación de
grandessuperficiesde equiposde
mayorenvergadura.
Según el contenldode agua (hume-
dad)y la composicióngranulométrica
del materiala compaciaf es decirfor-
may rugosidadde /apartícuiayladis-
tribucióngranulornétrica(actaperso
na delmateriaisuelo),esposibledes-
pués de sólo 2 o 3 pasadas alcanzar
una densidad Proctor del tOO y.
cuandose efectuantrabajosde com
pactacióncoll un vibroapsonador
54
55

CAPITULO6 CAPITULO6
i Trabajo por impacto o
fuerza de impacto?
Enmuchoscasoslos fabricantesde-
tallarlen los datostécnicosinclLridos
en losfoJletosde losvibroapisonado
resel valorde la fuerza de impaclo
(enkN). Elusode estedato,en cor¡
binaciónco¡ ei efecto por golpe, no
es aprop¡adani significativo.El si
guiente ejemplo sirve para clarificar
esteconcepto.
AsL¡miendoque el máximo trabajo
de ¡mpacto por golpe efectivamen-
te medido en un vibroapisonador
sea de 85 J. En base a la siguiente
ey física
Trabajo(J)= Fuerza(N)x espacio(m)
se podrácalcularla fuerzaaplicada:
ruerza= Ira!49QL= titltrtewtonslespacto(m)
En este caso la magnitud"espacio"
es equrvalenteal asentamiento del
suelo durante el proceso de com-
pactación,
Asumlendo ahora por un r¡omento
que la nuevatongada (capa)de ma-
ter¡alde rellenodeba ser compacta-
da, se podrá medif ull asentamiento
efect¡vode 20 mm un valorperfec-
tame¡te aceptable al efectuar la
primera pasada. La fuerza de im-
Pacto resultante seráde:
Fuerza= ilJ =4250 N=o.42st
0.02 n'l
Al pasarnuevamenteconun vibroa
prsonadorporencimade latongad¡
(capalbrencornpactadasólose po
draconstatarunasentamientorelat
vamentepequeño_Con un asenta
mientode porejemplo1 mmse po
drá observarque la fuerza de ¡m-
pactoresultanteesenteramented
ferente:
Fuerza= 99J =85,oooN=8.5I
0.001m
Resultaobviocon esteejemploque
lafuerzade impactotransferidaal
malerialsuelodependeexclus¡va-
menledelasentamientode la ton-
gada (capa)al seraplicadoun tra-
bajode ¡mpactopor golpede 85J.
La fueza de irnpactodelequipov
bratoriosólose podráutiizarcomo
parámetroenco¡juntoconlamedida
de asentarniento.Espor estarazón
queelparámetrofuerzade ¡mpacto
por s¡soloes un valor inaprop¡ado
paraefectuarcomparaciones.
Peroaquíesdondeaparecenlospro-
blemas.Sólounospocosfabr¡can-
tes detallanel verdaderovalor del
trabajode ¡mpactopor golpepara
susvibroap¡sonadores,elúnicova-
lor del rend¡m¡entoefectivamente
oomparable.
llprincipamotivoparaelo proba
|lomenteradiqueen que no ex¡sten
nl¡rndardso normascomunesy uni
lormesparala mediciónde trabajo
rl0impactoporgolpeparae casode
vlbroapisonadoresni erlAlernaniani
ñnlaComunidadEuropea(CE).
I I losEstadosunidosde Norteamé
rloalosfabricantesde equiposlvia
los de conducciónmanualparala
construcciónhaceya muchosaños
rtrásse juntaronpararedactafuná
l)ormacomún,lanormaLEMBN¿1
r¡Métodoun¡formepara la med¡-
c¡óndel rend¡m¡entode vibroap¡-
aonadores".De esiafo¡mase pre-
parl unabaseunformey consisten-
l€ darala defiñicióñde la term¡no-
logíay paralos métodosde medi-
oióndel rendimienloefectivoen-
tregado(trabajode impactoporgo-
pe)enel casode vibroapisonadores
deconducciónmanual.
Fiq.37 Aplicación con un v¡broapisonador
Paraeste tipo de aplicaciones,pero
también en nterésde a protecc¡ón
del medioambieniey de laseguridad
del operario,han sido d señadosios
v¡broapisonadores eléctricos con
un peso de serviciode aproximada-
mente70 kg. El rtmo de trabajo,las
aplicaciones y e rendir¡iento de
compactación coinc den con aque-
llos de los vibroapsonadores con
motoresde cornbustióninterna.
Vibroapisonadorescon
accionamientoeléctrico
Sifueranecesaro efectuartrabajos
de compactac¡ónen zanjas pro-
tundas(demásde3 m)o dentrode
odif¡c¡oscerrados,es deciren zo-
fas sinsuminstrode airefresco,se
deberánevtar los gasesde escape
provenientesde osmotoresdecorn-
bustiónparaproleger al operador
delequipo.

Apl¡caciónen una zanja de sedi-
CAPITULO6
Aplicacionescon vibroapi-
sonadores
-fbda y cada esquina y la mayoría
de los lugates estrechos de una
obra puedenser pedectamenteal
canzadosconesteequipoágilylivia
no.Reilenosakededordec¡mientosy
cercademurospuedenserfácilmen-
te compactados.
Lafacilidadconlacualunvibroapiso-
nadorpuedeser guiadoaseguraun
trabajarexactoy,altenerseelcuidado
conespond¡ente,seevitandañaraisla-
cioneso membranasdeedificios.
Enlasobrasvialesla principalapli-
caciónde los vibroapisonadoresse
hallaenlaszonasdeloss¡slemasde
tubeÍas o conductos de drenaje,
pozos de drenaje,bocas de tor-
menlao tambiénzonasde bordes,
Loslechosparatuberíasy conductos
y laszonasalrededorde estoscon-
ductosrequierenuna compactación
¡ntens¡vaperoespecialmentecuidado-
sa,dadoquesólode estamaneraes
posibleev¡tardañosa losconductos
debidosa asentamientosposteriores
causadosporlascargasdeltráfico.
OtroáreaespecialmentecrÍticoes el
de laszonasalrededordeloscolecto
resde agua,dadoqueestostambién
son susceptiblesa asentam¡entos
posteriores.Aquíel vibroapisonador
demuestrasu especiaihabilidadpara
negociarlaszonasaúnmásconfina-
daso difíciles.
Lacompactaciónintensivadeaceras,
sendaspeatonalesy calzadaspara
c¡cl¡stascobramayorimportanciadía
a día.Unaparejay duraderacompac-
taciónde lasuperficiees unacondi-
ción basicapara una sub-basesin
asentamientoscomoloesfacompac-
tacióndelaszonasde bordesdeso-
porteeneláreade lasacerasy calza,
dasparaciclistas.
N4uchasvecessedaelcasoqueniuna
planchani unrodillopuedenalcanzar
laszonasdebordes,Enestoscasoslo
obv¡oes utilizarv¡broapisonadores.
Graciasalefectodecompactaciónes
pecíficodelosmismos,esposibleop
tarportongadas(capas)másaltaso,
alternativamente,reduc¡rel número
de pasadasnecesariasparaalcanzal
el porcenlaje de compactación re-
quer¡do. de arreglosseríaantieconómico,
s9
CAPITULO6
39 Compactac¡ónde uñazonade bor-
Colocacióndecañeríasparaser-
o cablessubterráneosselle-
a cabo por lo generaldebajo de
compactadounaveztermina-
lostrat'ajosdereparacióno des-
de la colocación de servicios
Seledeberádarpreferencia
losv¡broapisonadoresparaeste
de aplicación.
capas asfálticas de las calles
serremendadaslomásrápi-
pos¡bleenelcasodedaños
dosa roturaspor heladas,re-
de tuberías de servi-
o cables y daños a la superfi-
de las calles (debidos,porejem-
aasentam¡entos).
vecesestos daños tienen
extensjónde sólo unospocos
cuadrados.El iransportede
pesados,ta¡es como por
plounrodillovibratorio,a lazo-
Ademásel usode estetipode equj-
popesadomuchasvecesnoesposi-
bledebidoa que bocasde to¡men-
tas,tapasdepozosparadrenajes,ví-
asdehanvíauotrosobjetossÍmilares
inted¡erenconeltrabajo.
Justamenteen aplicacionescomo
lasreciénmencjonadaslosvibroapi-
sonadoresdemuestranserla herra_
mienta más económica.De cuaF
quierformase los encuentrausuaF
menteen la obra,ya queengeneral
se los habráutilizadopreviamente
paraotrostrabajosdecompaciacjón
necesarios.
Durantela colocaciónde pavimen-
tos adoquinados,pavimentosau-
toblocantes,adocretoso adoqu¡-
nespequeñoso medianos,lavibra-
crónde los mismospodráserfácil
mentellevadaa cabocon vibroapi-
sonadoresde carreracorta (aprox.
15- 20mm),sincausardañosalma-
teriala colocar.Un vibroapisonador
de carreracorta tambiénes reco-
mendableparalasunioness¡ncos-
tura entre el pavimentoasfált¡co
ex¡stentey eláreaenelcualsedebe-
ránefectuartrabajosdereparaciones
o oacneo.
Losvibroapisonadoresdecarreralar-
ga (60a 80 mm)desarollanunain-
tensidadpor golpedemasiadoalta,
enrelaciónalmaterialavibrarocom-
Pactal como para poderselograr
una superficieperfectamenteplana
del materialasfálticoo paravibrar
pav¡mentosautoblocantesdel¡cados
síndañara losmismos.
acPraspeaionales.Laszanjasde-
ánlserrellenadasy el materialde

'''l CAPITULO6
CAPITULO6
. Aplicaciónunlversacon eficienci¿
en el rend¡mientovar¡able
. AbsolLrtaadaptaciónal mater¡aliL
compactargraciasal ajuste de ¿
carrera del p¡són, al trabajo p,'
iñpacto y a Ia secuenc¡ade gcl
pes
. Ajuste en unos pocos segundcs
a unade lascuatrocarrefasdel pi
són, s¡n la necesidad de herr¡-
mrentasadicionales:
- Posic¡ónl, largode la carrerar.
aprox. 15 - 30 mm, para pof
ejemploplanchadode conexio
nes en trallajos de bacheo co¡
asfato o para la colocaciór]cje
pavimentosadoquinadoso auto
olocantes.
- Pos¡ción2, argode lacarrerade
aprox.40 65 rnm, para la cor¡
pactactonprecisay paratrabajos
de planchadoen por ejemptozo
nasoe bordeso en la compacta
c on alrededorde bocas de to-
menta. Bue¡os resultados de
compactacon en suelos areno
sosporeler¡plo.
- Posic¡ón3, largode lacarreracle
aprox.60 85 mm, paraun ópt.
r¡o rendimiento de compacta
c¡ón de relenosnormalesy de
acuerdoa la prácticade materia
les no cohesivos(suelosgranula
res)a materalessemi-cohesvos
Enestaposiciór,de ajustees po
sible alcanzar una bue¡a com
Pactacróncon gravas,grav/llaso
Piedrapartida,rnaterialde esco
nas, normlgon magro o tambiérl
Datasio.
- Posición4, largode lacarrerade
aprox.70 - 90 mm, para una
compactación especalmente
buenade materialescohesivosy
tambiénsuelosmuyhúmedos.
El pisón con un núcleo de material
sintét¡co podráser utilizacloparato-
do tipo de trabalo,con la excepción
de lacompactacón de asfaltocalien-
te.dadoqueelmaterialessensibleal
Porotro lado,el prsóircon un núcleo
de madera es utilizado principal
meñteenconexón con lacompacta
ción de asfalto,siendoiar¡b én posi
ble su uso paracua qLrierotrotrabajo
de compactación.
Los p¡sonesantes mencionadosse
ofrecenen drferentesanchosde tra-
bajode entre100y 400 mm poralgu-
nos fabricantesde v broapisonadoVibroápison¿do.de carrera varja
RECUERDE:Parahacele justicia
a lasd¡ferentesapl¡cacionespo-
s¡bles - ya sea en Ia compacta-
c¡ón de suelos arc¡llosos o ton-
gadas (capas) espesas, ya sea
en la colocación de pavimentos
adoqu¡nados o autoblocantes,
adocretos o también en el plan-
chado de asfalto - existe pof
elempo en el mercadoun vibroa_
p¡sonador con 4 posicíones de
regulación diferentes de la ca-
rrera (amplitudo alturade salto)y,
a consecuencla,cuatrodiferentes
trabajosde impacto.
Estetipo de equrpo(véasetambiénfi
guras40y 41),fabricadoo biencon el
usualmotorde gasolinade dos tiem
pos o oren con Lrnrnotor eléctrico,
ofrecetoda Ll¡ase¿ede ve¡tajasfren
te alvrbroapisonadorconvencto¡al:
fls- 41 Vibroapisonadorcon d¡spositivode
I s posibleLrtlizar un dispos¡t¡vo de
hincadoespecialen conjuntocon el
vibroapisonadorrecién mencionado.
I steclispositivose aplicaparae hin-
(;adode perfiles, pilotes y postes
rlelos másvariadosdiámetfoscor¡o
l¡mbién para el h ncado de vallas
S¡gma talescomo lasut lizadaspa-
rir las barrerasde co¡tenclón (guar-
{la-rails)en las autopistas de clfe
rentesanchos.
I p¡són mismo es fabricado por o
!,eneralen dos materalesdifere¡tes,
ospecificamentemadera o materal
s ntético,y equ pado posteriormente
00n una suelade acero resstenteal
desgaste. Fig.42 Pisón con prolongación

CAPITULO6
Adicionalmentese ofrecenextensio-
nes,a serinstaladasentree¡cilindro
deresortesyelpisón,paraaplicacio
nes en zanjasfresadasangostasy
profundas.
l
li

NOTAS CAPJTULO7
¡
I
l¡r¡ máquinas más corientes de
r Inrducción manual para la com-
|r¡dación en todo tipo de obrasson
.r',planchasvibradoras. Er]general
r,{rt¿¡ partedelequipostanclardper
¡,{r!lentealgrupoaúnmáspequeño
,1,'r)brerosconectadoscon la cons-
l||rccióny obras civiles,trabajos de
lxrv¡mientos de t¡erra o construc-
I k)n de caminos y carreteras. En
t rlcLrar muestransL¡luerteen sue-
l¡,$pr¡nc¡palmentedeltipo granutar
rfs dec¡r no cohes¡vos- hasta n-
rlrr;vesuelos levementecohesivos
iú'illletambiéncapitulo5,tabla4).En
I[ [jecuencialasplanchasvibradoras
rk,lx)nanserLrtilizadasantetodo para
l,rfrompactaciónde arenas,gravas,
ir¡rilraspartdas y balasto pero por
'fri) adotambénensueloseveT¡en
||, {x)hes¡vosa semi-cohesivospero
¡.tiIrvamentesecos,
Efecto de compactación de
la planchavibradora
El porcentaje de compactac ón de
un ciertotipo de suelodependeen
alto grado de las caracteristicastéc
nicasy mecáncas de la p anchavr
bradora,ad¡conalmentea la capa-
cidad del suelo a ser compactado
- denominadatambiéncompacta-
bilidad (véasetar¡bién capitu/o 2).
Algunas de estas caracterÍsticas
. La frecuencia del excitador (nú
merode revolucionespor segLlndo
del eje de excitador)
. Lafuerza centrífuga (dependiente
del nur¡ero de revouciones de
motor recomefclado por el fabri
ca¡te de apa¡cha
r(r.43 P¡ánch¿v¡bradorádetosaños50.

'|tr.CAPITULO7
CAPITULO7
. La velocidad de avance de la
planchavibradora
. Eltamaño de la placa base con o
sin placasadicionales
El modo de operación de las pjan_
chas vjbradoras depende de las
fuerzas ceñtrífugas generadaspor
uno o, alteroativamente, dos ejes
con masas excéntricas (masasfu€_
ra.detcentrode rotación)integradas
o Incorporadas, ejesque son acc¡o_
nadospor mediode un motorde oa
solinao dieselpor mediode una Jo
rreaen v y un sistemade poleas.Es-
tas fueazas dinámicas hacen que,
por un lado, la plancha vibrad;ra
avance (o marche en ambas direc-
cionesen algunostipos de planchas)
y,que por otrolado,desarrollesu ca-
pacidad de compactac¡ón.
Fig.,14S¡stémaéxcitador dét t¡Dode v¡_
brac¡onesc¡rcutares
La plancha v¡bradora es levantada
unos pocos milímetrospor encima
delsuelo duranteunafracciónde se_
gLrndocon cada rotacióndel ele del
exc¡tador,dado que Jasfuerzascen
trífugasgeneradaspor la o lasmasas
excentr¡casen rotaciónde la planchrr
VrOradoraSiempreSon mayoresqUr,
erpesoprop¡od-ala máquina.Durarl
te este períodode tiempo extrem¡
oamentecorto,duranteelcual la pla
ca no ¡ene contacto con el suelo, iL
mrsmaavanzaenunadirección,Enlil
próximafraccionde segundolaplac,
vuervea caer sobre el sLlelo,do¡d(
transmiteuna alta presiónsuoerficia
de corta duraciónal materiala com
pactargraciasa la energíapotenca
acumutadadurantelacaídade lamá
quinay a lafuerzacentrífugagenera
da en el excitador
El efecto de compactac¡ón de una
plancha vibradora se debe, por lo
tanto, a una combinac¡ón de la
energía cinética (de impacto)como
a la ft¡erza centrífuga generada
mas las v¡bEc¡ones forzadas det
suelo debido a la frecuenciade im-
pactode la plancha.
Las vibracionesy los golpes de im-
pacto son transmitidos- en conse_
cuencia - al suelo por medio de la
placa base de la planchavibradora.
Las partícuJaso granos individuales
del suelo comienzana girar, oscilar
y movers¡e(enforma similaraj caso
de los vibroapisonadores).Las pañí
cLrlasse separanmomentáneamente
unasOetasotras,perdiendosimultá
neamentesu efecto de sostény so
pone, gtranalrededorde su eie v se
trasladanpara volvera reposicionar-
se en una pos¡ció¡r más estable.
Una reubicac¡ónde las partículasin-
dividualesdentro dei materialsueto
toma lugar, las particulaso granos
mas pequeños ilenan los espacjos
vacrosentre tas partículasde mayor
¡[l¡¡ño, elsuelose tornamásesta-
lla lográndoseparalelamenteuna
lompactac¡ón del mismo (véase
hnrbiénenel capítulot: "eué sjgni-
ll!6dOtienelacompactación").
¡ll8le unarelaciónmatemáticaentre
I lomañod-.lapartículaylafrecuen
al¡deosc¡lación(vibración),ltamada
hlAclónde vibración.Beducidaa su
hrmamássimplelaecuaciónserá
l. Wn2
donde
d¡ diámetrode lapartículaindivjdual
enmm
l¡ Fonstanteresumida
ll¡ frecuenciapropia(deresonancia)
delapartículaíndividualenj/mi¡.
ál observarla ecuaciónes fácilver
qugcLrantomás alta la oscilación
.ll/min)o frecuenc¡a(Hz)inkoducida
:ll suelo,tantofiás pequeñala par-
i[oula que reaccionay vibraa esta
'r:f!cuenciaespecífica.
devibración,loscomporientes(par-
tÍculas)finos girarán,oscilarány vi-
lrraráncLrandose encuentranex-
puestosa frecuenc¡as(vibraciones)
altas mientrasque las partículas
gruesasoscilaráncuandoesténex-
puestasa frecuencias(vibracjones)
másbajas.
Larelaciónentrelafrecuenciadeos-
cilación(vibración)y eldiámetrodeta
particulaquedaráclaraal ser estu-
d¡adalatabla6.
RECUERDE:Al ut¡lizarseptan-
chasvibradorasy si sedesealo-
grarunacompactaciónópt¡mar
esde recomendarelusode plan-
chasvibradorasconunafrecuen-
cia(frecuenciadeoscilación)alta.
Las partículasind¡v¡dualespe-
queñassonlasqueprincjpalmen-
te reaccionaránmejorenesteca-
so.Conelloselograunareubica-
c¡óno reposiciónde lasmismas,
¡aspartículasmigraránalosespa-
cjosvacíosentrelaspartículasde
mayor tamaño, lográndoseen
consecuenctaun aumentode la
densidaddelmaterialsuelo.
Cómoserelacionaentonceselefec-
to de profundidad(fuerzadescen
dente)de una plañcha v¡bradora
conlarecomendaciónreciénhecha?
La frecuenciade resonanciafre-
cuencianatural)deunsueloseubica
aproxrmadamentedentrodel rango
de los30 Hz.Alser¡nducidaal sue-
lo unafrecuenciabajapormediode
lrc áconés
[mañodéaparricua mm
llbls 6 Ejemprosde tarerac¡ónentrera
itcuoncia y el diámetro de tapart¡cuta
D6estaformaes posibleenunciarla
llguienteregla:duranieelprocesode
oompactacíóndinámico,es decir,
duranteJacompactac¡ónpo¡ medio

I CAPITULO7 CAPITULO7
unaplanchavibradora,tal comopor
ejemplolareciénmencionada,teóri
camentetenderánaoscilarsobreto-
do laspartículasconundiámetrode
aproximadamente40 mm (véaseta-
bla6) . Debidoa laaceleraciónrela-
tivameniebajalasdemásparticulas,
o sealasde otrostamaños,apenas
mostraránuna reacción.Adicional
mente,lalransm¡s¡ónde lasoscila-
cionesde unapartículaa a siguien-
te seríainsuficiente,yaqueengene-
rallaspartículasdemayortamañose
encuentranrodeadasde partículas
pequeñas.Justamenteestas partí-
culaspequeñasamortiguanlasace-
leracionesde las partículasmás
grandeso de mayortamaño,l¡m¡-
tandoenconsecuenciaelefecto de
profundidadde la planchav¡bra-
oora.
Por otro lado,al seleccionarseuna
planchavibradoracon unaftecuen-
cia del excitador de entre50 Hz
(3000r.p.m.)y 100Hz (6000r.p.m.),
reaccionaránbajo resonancialas
partículasmás pequeñascon un
diámetrode entre10a 20mm (véa
se tambiéntabla6). La intens¡dad
de osc¡lación(v¡bración)hasidoin-
crementadaen formaconsiderable
debidoalafrecuenciamásalta(revo-
lucionesporsegundodelexcitado4y
laaceleracióndetodaslaspartículas
con tamañosfuerade la frecuencia
de resonanciase hace mayor,La
transmisiónde las oscilaciones(vi
braciones)almaterialsueltode rele-
no es ampificada,obteniéndoseen
consecuenc¡aun mayor efeclo de
profundidadcombinado con una
estratificac¡ón más ¡ntensiva do
las partículas.
Fza déávance = +23%
F'za.de compactac ón = - 29%
c-ó0kN
5
C-ó0kN
Después de las primeras pasadas
con lasplanchas vibradoras, tal co
mo fuera el caso con los vibroaprso
nadores,seobtieneun alto grado de
compactación delsuelo graciasa ¿
alta frecuenc¡a del exc¡tador y a la
pres¡ón generada sobre el suelo.
En general,tratandosede suelosno
cohesivosy bien graduados(degra-
duación amplia),es posibleobtener
una dens¡dad (gradode cor¡pacta-
ción)del 100 % Proctor despuésde
unas pocas pasaoas.
La fuerza centrífuga de la plancha
vibradora deberá estar de acuerdo
con el tamaño de la máquinay tar¡-
biéncon los camposde aplicaciones
específicos; también aquí vale en
principioque el efecto de profundi-
dad aumenta al aumeniar la fuerzá
centrífuga.
L.Jnaplanchavibradoracon una bala
fueEa centrífuga,fueEa esta que no
concuerdacon el peso de la máqul
na,por naturalezaapenasdespegará
del suelo.Tambjénlaenergíacinética
resultarárelativamentepequeña,su-
mándose a ella la fuerza centrífuga
relativamentepobre,Porende la pre-
siónsuperficialdinámicaresultabaja
¡0, 45 D¡sribuc¡ónunifome dé lafueza
L¡l¡ftuga:50 % dancé, 50% compactación
y el efectode compactaciónde la
Élanchavibradorainsuficiente.
iot o,trolado unafuerzacentrfuga
Camasiadoaltano llegarácompleta
ll6ueloy llevarálamáquinaa laau-
lodestrucción-ya queexisteunlími-
lasuperiorparacadatipode máqui
ia llamado"fuerzaSR" (fuezade
pondientedelsistema).
Alcomparardosplanchasvibradoras
dllerentesrespectoa su eficiencia
FAfauntrabajode compactaciónno
lE lafuerzacentrífugaelúnicopunto
I considerar.Enunensayoconplan-
ohasvibradorasmedianasy sobreun
lu6locon unadistribucióngranulo-
ñlétr¡camuy específica,se pudo
Oomprobarcuánerróneaeraestafor-
made pensatya que las Planchas
00nunafuerzacentrfugasuperiorlo-
graronunvalorde compactaciónin-
l¡rioral de las planchascon fuerza
OentrÍfugamásbaja.
F¡9.46 veloc¡dad de ávanceá!ta,fue.za de
La velocidad de avañce de una
planchavibradoratambiéniuegaun
papelimportanteduranteel proceso
decompactación.I¡Lrchosde losfa-
bricantesde las máquinaspara la
construcción,empresasconstructo-
rasy usuaros en lasobrasprefieren
máqunas con una veloc¡dad de
avancealta,sindarsecuentao slm_
plementeolvidandoquelavelocidad
de avancemayores alcanzadaen
desmedfo o a costa de |aeuetzacle
compaclacióna serinducidaalma-
terialde relleno.
Consideremosporejemplounaplan-
chavibradoraquegenera,pormed¡o
desuexcitador,unafuerzacentrífu-
ga de 60 kN (6toneladas)con una
veloc¡dadde marchade avancey
retrocesoinfinitamentevariablede
aproximadamenie22 m/m¡n (se-
gúneltipode materiala compactar).
Lá fuerzacentrífugatotal generada
porlasmasasexcéntricasmontadas

CAPITULO7 CAPITULO7
l
sobre los dos e]esdentrodel excita-
dor se puede dividir en dos fuerzas
(descornposiciónde un vector en
dos componentes), la fuerza de
avancey la fuerzade compactación.
Con una ángulo de desplazamiento
de las masas excéntricasde 45' es
fácil calcular - mediante e uso del
teorema de Pitágoras- el valor de
tanto la fuefza de avance como
tambiénel de la fuerza de compac-
tación. Con este ángulo las fuezas
son ¡gualesy va en 42,4 kN (4,2to-
neladas)cada una (véasefig.45).
Haciendouso de un mecanismoes-
pecial es posiblevariarel ángulo de
desplazar¡ientode lasmasasexcén-
tricas, Con el nuevo ángulo de des-
plazamiento,la fuerzade avanceha
aumentadoa 52 kN mientrasque la
fuerzade cornpactaciónhadisminui-
do a 30 kN, tal como se podráob-
servaren lafigura46.
Vistode otraforma,estosignificaque
la velocidad de marcha ha aumen-
tado en un 23 o/oa aproxiñada-
mente 27 m/m¡n, mjeniras que la
fuerza de compactac¡ón paralela-
mente ha disrniñu¡do en un 29 Vó.
En otras palabras,el aumento de la
velocidad de marcha ha sido logra-
do a costa (en desmedro) de la
fuerza de compaclación. Unafuer-
za de compactaciónreducidao dis-
minuidasignifica,tal como ya fuera
visto antes,una reducc¡ón delefec-
to de profund¡dady una compacta-
ción insuficiente.
Bajo estas condiciones es posible
que se produzcanproblemas en la
compactación,
RECUERDE:La alta velocidad
de avancede unapJanchavibra
dorase aicanzaa costade una
compactac¡óndisminuiday un
efecto de profundidadreduci-
do. Debidoa e¡lo,si se ha de al
canzarelgradode compactació¡
estipulado,se hacenecesarioun
aumentodelnúmefode pasadas
conlaplanchavibradora.
lJnavelocidadde marcharedu-
cida generapor otro lado una
compactaciónsupef¡oty en un
efecto de prof!ñdidád mayor,
regu¡riéndosede estaformaun
númerode pasadasmenotcon
laplanchavibradorasobreelma-
teriala compactar.
Engeneraleloperariode larnáquina
es instruídosobreel númerototalde
pasadasa efectuarconlaplanchav
bradoramásrápida- basadoen ex
perienciasprevias.
Aparentemente,y graciasa lamayol
velocidadde avancede Ia plancha
vibradora,es posiblelograrahorros
eneltiernpode usodelamáquinay
en ios costosdel operariomismo
Esteahorro- másbienficticio- so
traduceenrealidaden unacompac-
tacióninsuficientedelmaterialsueo
y las consecuenciasde esta com
pactacióninadecuadasaldrána r€
lucir más adelantecuando,por
ejemplo,se produzcaun asenta
rnientoposterioren unazanjaante
riormente rellenaday deficiente
mentecompactada.Loscostos de
un arregloposler¡orresultanproh
bltvoslSólo se podránacanzar
lhorrosrealesal ser utilizadauna
plañchav bradorade igual fuerza
Oonfífugaperovelocidadde mar-
ohareducida.La razónparaelloes
ol número reducido de pasadas
¡ocesarioparaalcanzarladensidad
Ptoctorrequerida,gracias a una
Oompactaciónsuperiory al mayor
ol€ctode profundidad.
Eltamañode la placabasedeberá
rcrescogidoteniendoen mentelos
ltabajosa efectuar.Lasplacasbase
doalgunasplanchasvibradoráspo
dtánseraumentadasentamañopor
m€dlode usode placasadicionales
dodiierentesanchos.Dependendo
drl fabricantede las planchas,las
plpcasadicionalesobienformanpar-
tddelvolumende sur¡inistroorigina
da la planchavibradorao bien po-
dránseradquiridasa posteriori,a un
oostoadiconal,comoun accesoro
poralar¡áquina.
Unerrortípco escreerqueelefecto
d! compactaciónde unaplanchavi-
bmdorad sminuyeen proporciónal
lumentodelasuperficiedecontacto
oonelsueo. Estetipode considera
Élóndeberáser desechadoya que
h! luerzasdinámcas- basadoenla
Vtlocidadde avancealgo reducrda
do a planchavibradora actúanso-
lrg el materiala compactarpor un
parfododetiempomayor
tllo significaque,al f n de cuentas,
lantoel rendimientode compacta-
ülóncomotambiéne efectode pro-
lundidad(fuerzadescendiente)se
nolienensinvariar.
RECUERDE;Como criterio de
comparacióny altenerqueoptar
por unaentredos o másmáqui
nas,nosedeberátomarencuen-
ta sóloelrendimientodecompac-
tación.Parapoderefectuaruna
comparaciónrealse deberánpo-
der eiecutarensayosde acuerdo
a la prácticaen laobra,parade-
terminarasí,insitu,elrendimiento
realde compactaciónde ambas
máquinasbajo igua¡escondicio-
nesdetrabajo.Evideniementelos
resultadossóloson válidospara
el tipo de sueloutilizadodurante
el ensayo.Bajo condicionesde
suelosy alturasde tongadasica-
pas)diferentesla situaciónpodrá
ser totalmenteotra y los datos
medidosduranteel prlmerensa-
yo, en consecuencia,no válidos
(véasetambién "Elementosde
compactaciónde suelos"en el
capíiulo2).
Becuerdetambiénque s¡mple-
menteno ex¡steunaplanchav¡-
bradora,d¡señadaparaobtener
un óptimorend¡mientode com-
pactac¡ón para todo tipo de
apl¡cac¡onesy ademásen todo
tipo de suelo.

CAPITULO7
¿Excitadorde monta¡e
frontal o central?
En generallas planchasvibradoras
estáncompuestaspor dos grupos
construCtivos:
. Lamasasuper¡ollacualincluyeun
motordeaccionamiento,labarrade
mandoo manillarde guíay,enge-
neral,unarmazónde proteccióny
. laplacabaseconelexcitadorrígi-
damenteacoplado.
tadosentresiporjuegosdefuertesre-
sortes.La técnicamodernapermite
hoydíalauti¡izacióndetopesdecau-
cho-metal,precisamentecalculados
y cuidadosamenteseleccionados.Es-
tos elementos,manufacturadosen
aceroy con cauchosespecialmente
seleccionados,permitenun montaje
perfectamenteaisladode lamasasu
perioiel motorinstaladosobreellay
deIabarademando,lacuálengene
ral puedeser ajustadaen la altura.
Ademásselograobtenerunamarcha
muchomásquietade la planchavi,
bradora,yaquelainerciade lamasa
superiorgener¿lunefectoestabilizan-
tesobrelaplacabase.
Engeneralelparmotorestransmitido
alexcitadora travésde unembrague
centríiugo- parafacilitarel proceso
deananque-y pormediodeunaco-
neaenV y poleasde diámetrosd¡fe-
rentes.El par motortambiénpuede
sertransmitido,enalgunoscasosex-
cepcionalessieltamañodelamáqu-
nalo perm¡te,al excitadorpormedio
deunsistemahidráulico.
Fig.48 Planchavibradora con excitador
froñral y de avanc€ en uná sola d¡recc¡ón
F¡9.47Gruposconstruct¡vosdeunápta.-
Enelpasadolosdosgruposdecons-
trucción (igualmentedenominados
masas)deeste,tambiénllamado,os-
ciladordedosmasas,estabanconec-
un excitadormontadoen forma
frontalen el casode planchasv¡-
bladorasde avanceen unasola
d¡recc¡ón,o alternativamente
unexcitadorde montajecentralen
elcasodeplanchasv¡bradorasñe-
vers¡bles-es decirconmarchade
avancey retroceso- y en algunas
planchasdemarchaunidireccional.
icamenteexistendos posibilida-
diferentesparalaub¡caciónenlo
conciernealexcitador:
seencuentranfiiadasaleieo
partedelmismo(véasetam-
CAPITULO7
biénfig.44).EIejedelexcitadorgira
con aproximadamente3000a 6000
rp.m.(50a100Hz),generandodees
taformavibrac¡onescircularesy una
fuerzacentrÍfugacorrespondientede
aprox.I y hasta30kN.
Lasplanchasvibradorasavanzanpor
fuetzaprop¡a,tal como ya fuerades-
cripioconantedoñdad.Elvectorfueza
centrífugageneradoen el excitadoi
vectoréstequesedivideenunacom-
ponentede marcha(fueeade avance)
y en unacomponentede compacta
ción{fuerzadecompactación),produ
ce laenerg¡anecesariaparalamarcha
y la compactación.[á planchasólo
avanzamientrasla placabasese en-
cuentrasuspendidaenelaireporenci
madelsuelo.[a componentedemar-
chaenladirecciónopuesta(retroceso)
esanuladaporelaltogradodefricción
entrelaparteinferiordelaplacabasey
el suelo- un avanceen la dirección
opuesta(retroceso)setornaimposible.
hasvibradoras
avanceen una sola
irección
excitadoresmontados al frente
de lasplanchasvibradoras
avanceenunasoladirecciónincor-
ensuinteriorunsóloeje.l4asas
exactamentedimensiona-
enbasea lafueza centrifugare-
F¡9,50 Plánchav¡bádora dé avanc€sn

CAPITULO7 CAPITULO7
']III
iüi
I
tl
I
Con cada rotacióndej eje - inclusive
susmasasexcénincas-montadoden_
trodelexcitadorlaplanchallevaacabo
un movimientoascendeniey otrodes_
cendente.Duranteel movimientodes
cendente tafuerzacentrífugaestá dir¡
g¡da- hastalograrsu valormáxjmo
hacia abajo en direccjón al material a
compactat las partículasindividuales
comjenzana oscitar(vibrar),logrando-
se s¡multáneamenteuna alta presión
sLrperfcialsobreel material.
Duranteeste mismo proceso y gracjas
aiexcjtadorr¡ontadoalfrentedelapla_
ca, laplanchavibradoraes ¡mpulsada
haciaadelante.
El mayorefecio provenientede lafuer_
za centrífugapodÉ serubicadodircc_
tamentepordebajodel excitadorfron_
tal.Aquílaamplitud,tambrénllamadaa
vecesalturade saltoo reconido,tam
bién tiene su expresiónmáximapu
orendosede estafon¡a superar con
tacilidad las ¡r¡egulafidadeso acci,
dentes del matefial de relleno. La
pa¡te trasera de la plancha v¡brado_
ra esarrastrada,laampljtuddelamis-
marene unvatorminimoaquíyel ma_
terial de relleño sufre un proceso de
al¡samiento(aplanadoo planchado).
Existelaposibiljdaddereducirlavelo_
c¡dadde avancede la pJanchavjbra_
dora por mediode unareduccióndel
número de revoluciones del motor _
dentrodelcampo de lrabajo delem_
brague cenlrfugo - perc con la co
rrespond¡entepérdidade fuerzacentri
fuga (al cuadrado - véase también la
lormuladelafueza centrifugaenelca_
pitulo8) o, alternativamente,mediante
unreajuste de las masas excén?icas
dentro del exc¡tador.
Etlosignifica,enelcasode lastare-
lg diariasa llevara caboentrabajos
floingenieríacivily tambiénparala
oompactaciónde sLlelosconeslvos,
quosepodránaplovecharla plena
luorzacentrífugay amplitud'gene
todasporelexcitadorde lamáqulna
Forotrolado,Yenelcasodequesea
nocesarioParala compactaciónde
¡Bfaltoso lacolocaciónde pavimen
los,eLtrabaiopodráserllevadoa ca-
boconfuerzacentrífugay ampl¡ttld
toduc¡da,Peromanten¡endos¡em-
preconstantelafrecuencia.
RECUERDE:Planchasvibradoras
conunasoladirecciónde avance
ofrecenunaseriede ventajas,ta-
lescomo:
. altavelocidadde avance
. excelentecapacidaddeascenso
. insensibilidadhacialasirregula
ridadesdeltereno
. eficienciaen el aplanadoo alF
sadodelmaterialacompactar
. bajaalturadelequiPograciasal
excitadorfrontal
. bajocentrodegravedad
. altogradodeestabllidad
RECUERDE:Dentrode taamptja
ofertade planchasvjbradorasde
avanceenunasoladirecciónexis-
ten planchasmanufacturadaspor
unoo dosfabricantesquepermi
ten unajuste de la fuerzacentrí_
fuga dentrodelsistemadel exc¡-
tador(véasetambiénfig.S1).
Estaclaseexcepcionaldeeqiripos
de compaciaciónpermitesejec-
cronarde acuerdoa lasnecesida-
des del momentoel valorde la
fuerzacentrífugaentreporejemplo
I o alternativamente15 kN. 10 o
alternativamente20 kNo aún_ un
casoespecialdentrodelrnundode
estetipodemáquinas_ unaolan_
chavibradoraconunatuerza;en-
trífuga inf¡nitamente variable
desde0 hasta30 kN, Estaclase
de planchasse prestan ideaF
menteparaunagranvariedadde
aplicaciones,diterentestipos de
suelos,t¡aba¡oscon asfulto o
aún la vibrac¡ónde pavimentos
adoquinadoso placasde hormi_
gón autoblocantesradocfetos y
otros trabajos sjmjlares (véase
tambiénfig.52y 65).
I
rl
itll
Fig,52 Besultadosde la fuerza centr¡fuga
Planchas vibradoras rever-
sibles
En el caso de las Planchasv¡brado-
ras revers¡bles,Y al co¡trano de lo
qLrees el caso en las pla'nchasvlbra
dorasdeavanceenunasolaolreccLon,
el excitadorse encLlentraublcadoen
el centroo levementea un costadode
lasuperficiedelcentrodegravedadde
lasmasasde la placabase Estocon-
ducea undesplazarnientoverticalunl-
forme de toda la Placabase al des-
prendersela misma del suelo o, en
otras palabras,igualgrado de amplÉ
tud atodo lo largode laPlacabase.
Las planchasson accionadasen ge-
neralpormotoresdiesely a vecespor
motoresa gasolinaElejeexcitadorde
estasmáquinas,con supesodeservi-
cio de alrededorde entreaprox 100y
700 kgs, glra aproximadamentecon
F¡9.51 Erc¡tadorajustabte
75

rr'CAPITULO7 CAPITULO7
3600(60Hz)y 5400r.p.m.(90Hz)yJa
fuerzacentrífugageneradavaríaporlo
generalentre20y 90kN.
El excitadorde estetipo de equipo,
accionadoporlo generalporunaco-
rreaenvyen casosespecialesporun
sistemahidráulico,estáequipadocon
dos ejes excitadoresprovistoscon
masasexcéntricas.Losejesgiranen
formasincrónicaperoen djrecciones
opuestas.Segúnelsistema,losexci_
tadorespuedenserde diseñomáso
menoscompteloo complicado.Enel
casode unade lassolucionestécni
cas más elegantespero al mismo
t¡ernpomássimples- con la menor
cant¡daddeparteso piezasindividua-
Jes- unode los ejeses accionado
desdeafuerapormediodeunacorrea
env mtentrasqueasuvezelsegundo
ejees accionadopor el primeropor
mediode unengranajeubicacloenel
interiordelexcitador.
Otrassoluctonestécnicasincluyenpor
ej-Ámplouncomplicadomeca¡ismodi-
fercncialo un sisternacon acciona
m¡entoa cadenaconmasasexcéntri
casubicadasfuerade la carcazadel
excitadorCadaunade lasdiferentes
soluc¡onestécnicashasidopatentada.
F¡9.53 Flancha v¡bradorarevere¡bte
Lá gran ventajadel sistemadual (1,,
ejesresideen que eldiseñoconstrüo
tivo permiteque lafuer2a centrífugir
resullante (lafueza total desano a
da)puedaser inclinadahaciaadelan
te o atráshastaun ciertoángulo.Sókj
se generanosc¡lac¡onesdirecciona-
les (enunsóloplano),lad¡recciónd|
la fuerzade avance(componented(l
marcha) puede ser cambiada, io
grándosede estaformala posib¡lidad
de variar en forma ¡nf¡nitala veloci-
dadde marchade lamáquinaduran-
te el avanceo el rctroceso.
Esquemáticamenteesposibledescribir
esteprccesodelasiguientemanera:en
lafig.54A lafueza centífugadirecc/o
nalresultante(sur¡avectorialde lasdos
fuezas centrifugasindependientes)es
tá dirigidahaciael suelo,en B lasdos
iuezas secancelan(vectornulo)y enC
laluefta ce¡trífuqa resujtanteactúaso
Drelamasadelaplanchavibradora,le
vantándoladel suelo y ltevándoJaa
avanzafenunadirección.Esteproce_
so se fep¡te entre 40 y 100 veces por
segundo(40a 100Hz)- enfunciónde
la trecuenc¡a del excitador.
ts
2,: -^ ij
ty)
..lr "1..T'r
Fig,54 Marchade avance
Fig. 55 Marcha de retroceso
0h$6rvandoa continuaciónlafig.55
¡| podráconstatarque la dirección
É!Ulrodelosejesconsusmasasex-
oátlricassiguesjendola rnisma(no
hHhabidocambioalguno),sÓloque
lt luerzacentríiugaresultante,debi
doouncambioenlaubicacióndelas
mo6asexcéntricas,ha cambiadode
Cltocción.Estecambiode posición
lodráserllevadoacaboenformain
ilnltamentevariable.Aquítambiénlas
ltorzascentrífugasestándirigidasen
dlrocciónalsueloenA; enB lasfuer-
lasseanulanmutL¡amenteYenC in-
ducenlamarchade retrocesode la
planchav¡bradora.
F¡g,56 Mañdo de controlpara el ajuste ¡¡-
tlnitañente var¡abléde la marcha dé avan-
En la posiciónintermediaentre la
marchade avanceY retrocesola
fuerzaresultantedelasfuerzascen-
lrífugasind¡v¡dualesapuntarásólo
onla d¡recciónvert¡cal.La compo
nentede marchatendrácontinua
menteun valornulo(lasfuerzasge
neradaspor las masasexcéntr¡cas
en la direcciónhorizontalse anulan
mutuamente),la componente de
compactación alcanza su valor
máximo,lafueEade compactac¡ón
y laampliiudalcanzanelmayorvalor
posible,Enestecasosehabladeuna
compactac¡ónenel lugar(vibracion
sinavance).
RECUERDE:DosventaiasimPor-
tantesde latécnÍcaaquídescriP-
ta son:
. la infinitavariabilidadde lave-
locidadde avanceY retroceso
{velocidadde trabajo)sin Por
ellotenerquevarialel número
de revolucionesdelmotol
. lacompactaciónenel lugar(vÉ
braciónsinavance)sinrequerir
se paraelloun cambiocompli_
cado,¡nnecesarioY repet¡trvo
delamarchadeavancealamar-
chaderetrocesoYviceversa.
Cómofuncionael cambiode lasPo-
sicionesrelativasde las masasex-
céntricasunarespectoa laotra?Las
masasexcéntricasmontadasenam-
bosejesdentrodelexcitadorsongi
radaslasunasrespectode lasotras
enunadirecciónu otraPormediode
unhusillode regulaciónDeestemo-
do selograun ajusteinf¡nitamente
variabledesde la veloc¡dadmáxi-
ma de avañce, Pasando Por la
compactac¡ónen el lugarhastala
veloc¡dadmáximade retroceso.
Unsistemahidráulicocomanda,des-
deelmandodecontrolubicadoenla

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