El documento describe los conceptos básicos de la compactación de suelos, incluyendo factores que influyen como el contenido de humedad y la energía aplicada, y sus efectos en las propiedades de los suelos. También cubre ensayos de laboratorio como el Proctor estándar y modificado, y métodos para controlar la compactación en obra como el cono de arena y densímetro nuclear.

1. COMPACTACIÓN DE SUELOS
• Concepto
• Factores que influyen en la compactación
• Efecto en las propiedades de los suelos finos
• Ensayos de laboratorio
• Compactación en obra
• Control de Compactación

2. COMPACTACIÓN
• Terraplenes (estructuras de tierra)
– Presas
– Pavimentos
– Escolleras, muelles
• Rellenos de terrenos
• Mejoramiento de suelos (estabilización)
• Remoldeo de muestras de laboratorio

3. CONCEPTO DE COMPACTACIÓN
• Proceso de aplicación de energía mecánica al
suelo para disminuir su volumen por reducción
de relación de vacíos debido a eliminación del
aire de los poros

4. OBJETIVO DE LA COMPACTACIÓN
• Metodología que procura:
– Mejorar propiedades mecánicas de los suelos
– Generar a partir de un suelo un material con
propiedades mecánicas apropiadas

5. EFECTOS DE LA COMPACTACIÓN EN LOS SUELOS
• Físicos:
– Reducción de e  Aumento de γ
• Mecánicos
– Aumento de la resistencia
– Disminución de la deformabilidad
– Disminución de la conductividad hidráulica

6. CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA MECÁNICA
• Tiempo muy breve  condición no drenada
• Disminución de volumen de vacíos por eliminación de
aire  Reducción de volumen de aire
• Proceso de compactación  Suelos o Materiales no
saturados

7. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIÓN
Proctor (1933)
• Prueba de laboratorio consistente en compactar suelo
por impacto variando contenido de humedad
• Factores que influyen en la compactación:
– Contenido de humedad
– Energía específica de compactación (Energía aplicada
por unidad de volumen)
– Tipo de suelo

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

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

10. Influencia de la Energía Específica de Compactación
Energía 2 > Energía 1

11. Curva de 100% de saturación
• Curva donde se alcanza la humedad de saturación
para cada peso específico seco (relación de vacíos)
• A mayor γd  menor e  menor ωsat
γ sol Gγ w Gγ w
γd = = =
Gω Gω Gω
1+ 1+ 1+
S S 100
• Igualmente se definen curvas para otros grados de
saturación (S)

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

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

14. Influencia de la compactación sobre la estructura de
los suelos finos

15. Influencia de la compactación sobre la
conductividad hidráulica de los suelos finos

16. Influencia de la compactación en el comportamiento
tensión-deformación de los suelos finos

17. Ensayos de Compactación
• Dinámicos (impacto): Ensayo Proctor
• Amasado: Ensayo Mini-Harvard (Wilson, 1950)
• Estáticos: Edómetro
• Vibración

18. Ensayo de Compactación Proctor
ASTM D698-78; AASHTO T99-86
• Objetivo: Determinar relación γd – ω de suelos o materiales
granulares compactando en moldes por impacto de masa de 5,5 lb
(2,5 kg) y caída libre de 12 in. (305 mm)
• Moldes metálicos rígidos cilíndricos:
– Diámetro interior 4,0 in. (101,6 mm); capacidad 944 cm3
(1 lt.) para suelos con tamaño máximo 4,75 mm (pasa tamiz
#4)
– Diámetro interior 6,0 in. (152,4 mm); capacidad 2124 cm3
para suelos con tamaño máximo ¾ in.

19. Ensayo de Compactación Proctor
ASTM D698-78; AASHTO T99-86

20. Ensayo de Compactación Proctor
• Método: Compactar en 3 capas de igual espesor
– 25 golpes x capa en molde de 4 in.
– 56 golpes x capa en molde de 6 in.
• Energía específica: 6 kg.cm/cm3
• Mínimo 5 moldes con muestras preparadas con
diferentes contenidos de humedad

21. Ensayo de Compactación Proctor

22. Ensayo de Compactación Proctor Modificado
ASTM D1557-78; AASHTO T180-86
• Objetivo: Determinar relación γ – ω de suelos o materiales
granulares compactando en moldes por impacto con masa de 10
lb (4,54 kg) y caída libre de 18 in. (457 mm)
• Moldes metálicos rígidos cilíndricos:
– Diámetro interior 4,0 in. (101,6 mm); capacidad 944 cm3
(1 lt.) para materiales con tamaño máximo 4,75 mm (pasa
tamiz #4)
– Diámetro interior 6,0 in. (152,4 mm); capacidad 2124 cm3.
para materiales con tamaño máximo ¾ in.

23. Ensayo de Compactación Proctor Modificado
• Método: Compactar en 5 capas de igual espesor
– 25 golpes x capa en molde de 4 in.
– 56 golpes x capa en molde de 6 in.
• Energía específica: 27,2 kg.cm/cm3
• Mínimo 5 moldes con muestras preparadas con
diferentes contenidos de humedad

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

25. Grado de Compactación (Gc)
γd
Gc (%) = ⋅100
γ dmáx
• Control de obra por Grado de compactación
• Se establece Gc mínimo admisible en función de importancia y
tipo de obra
• Dificultades:
– Inadecuado para arenas uniformes (compacidad relativa)
– No representa estructura y propiedades mecánicas
adecuadamente
– No permite comparar materiales diferentes

26. Control de Compactación en obra
• Métodos destructivos
– Cono de Arena
– Aceite
– Balón de goma (ASTM D2167-94)
• Métodos no destructivos
– Densímetro nuclear (ASTM D2922-91)
– Densímetro de ultrasonido

27. Método del Cono de Arena
ASTM D 1556-90; AASHTO T 191

29. Método del Cono de Arena
Pi − Pf − Pc
Vpozo =
γ d (arena )
• Pi: (Peso del botellón + Cono + Arena)inicial
• Pf: (Peso del botellón + Cono + Arena)final
• Pc: Peso de arena que llena el cono
Psuelo
γ suelo =
Vhueco