El documento proporciona una introducción a la compactación de suelos. Define la compactación como el proceso de obligar a las partículas de suelo a ponerse más en contacto mediante la expulsión del aire de los poros. El objetivo principal de la compactación es mejorar las propiedades de ingeniería del suelo para obtener un comportamiento mecánico adecuado a lo largo de la vida útil de la obra. Finalmente, el documento describe varios métodos para medir la compactación tanto en el laboratorio como en el campo.

1. DEPARTAMENTO DE
MECANICA DE SUELOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERA CIVIL
Ing. German Walter Tello Palacios

2. 1. DEFINICION
La compactación en el proceso realizado generalmente por
medios mecánicos por el cual se obliga a las partículas de
suelo a ponerse mas en contacto con otras, mediante la
expulsión del aire de los poros , lo que implica una reducción
mas o menos rápida de las vacíos, lo que produce en el suelo
cambios de volumen de importancia, principalmente en el
volumen de aire, ya que por lo general no se expulsa agua de
los huecos durante el proceso de compactación, siendo por lo
tanto la condición de un suelo compactado la de un suelo
parcialmente saturado.
COMPACTACION DE SUELOS

3. 2. OBJETIVO
El objetivo de la compactación es el mejoramiento de las
propiedades de ingeniería de la masa de suelos, con la
finalidad de obtener un suelos de tal manera estructurado
que posea y mantenga un comportamiento mecánico
adecuado a través de toda la vida útil de la obra.

4. 3. VENTAJAS
 Aumenta la resistencia y capacidad de carga del suelo.
 Reduce la compresibilidad y disminuye la aptitud para
absorber el agua.
 Reduce los asentamientos debido a la disminución de la
relación de vacíos.
 Reduce el efecto de contracción.
 Mejora las condiciones de esfuerzo-deformación del suelo.

5. 4. DESVENTAJAS
 La compactación muy intensa produce un material muy
susceptible al agrietamiento.
 Aumenta el potencial de hinchamiento (con la humedad) en
suelos finos y el potencial de expansión por las heladas.

6. 5. CURVA DE COMPACTACION
Cuando se compacta un suelo
bajo diferentes condiciones de
humedad y siendo cualquiera el
método empleado, se relaciona
las densidades con los
porcentajes de humedad, lo que
da como resultado una curva
como la que se muestra:

7. Las curvas nos indican un máximo absoluto para el valor de la
densidad (MDS) y la humedad correspondiente a este punto
(OCH).
Cada suelo tiene su propia curva de compactación, que es
característica del material y distinta de otros suelos.
A la parte de curva situada en el lado izquierdo se le conoce
con el nombre de rama seca y al de la derecha como rama
húmeda.

8. 6. ESTUDIO DE LA COMPACTACION DE SUELOS EN EL
LABORATORIO
La compactación se mide cuantitativamente por la densidad
seca del suelo, en cual esta íntimamente relacionado con la
densidad húmeda del suelo y el contenido de agua que posee
este, estando estos valores influenciados por una seria de
factores:
• Humedad
• Tipo de Suelo
• Energía Especifica
• El Método de Compactación
• La Recompactación
• La Temperatura y la Presencia de Otras Sustancias.

9. Energía Especifica o intensidad de compactación
Cuando se emplea en el laboratorio la compactación por
impacto la energía queda definida por:
NnWh
Ec =
V
Ec : Energía Especifica o Energía de Compactación
N : Numero de golpes del pisón por cada capa
n : Numero de capas
W : Peso de pisón compactador
h : Altura de caída del pisón
V : Volumen total del molde de compactación

10. 7. COMPACTACION EN EL CAMPO
La compactación de campo de acuerdo a la forma de aplicación
de la carga puede clasificarse:
a) Compactación por Amasado
b) Compactación por Presión
c) Compactación por Impacto
d) Compactación por Vibración
e) Compactación por Métodos Mixtos

11. a) Compactación por Amasado
Los equipos por amasado están constituidos básicamente por el
rodillo pata de cabra, el cual se caracteriza por:
 La compactación se realiza de abajo hacia arriba, originando
una mayor presión en el lecho inferior.
 Se recomienda compactar en capas de 0.30m de espesor,
utilizando una penetración del vástago del 20% al 50% de su
longitud de acuerdo a la plasticidad del suelo
 Se recomienda un numero mínimo de 24 pasadas.
 Son apropiados para suelo finos (cohesivos)

12. Rodillo Pata de Cabra

13. b) Compactación por Presión
Los equipos por presión están constituidos por los rodillos lisos y
neumáticos, presentando las siguientes características:
Rodillos Lisos
 En un rodillo liso la compactación se realiza de arriba hacia abajo
disminuyendo con la profundidad de la capa.
 Se recomienda compactar en capas sueltas de 20cm.
 Se recomienda un número de 8 pasadas.
 Son utilizados principalmente en suelos gravosos y arenosos
limpios así como para el acabado de la superficie superior de las
capas compactadas y en los concretos asfálticos.

14. Rodillo Liso

15. Rodillos Neumáticos
 Las características de los equipos neumáticos que influyen en
la compactación son: la presión del aire en los neumáticos y el
área de contacto entre el neumático y el terreno.
 Se recomienda compactar en capas sueltas de 20cm.
 Se recomienda un numero de pasa de 16.
 Son aplicables principalmente a los suelos arenosos con finos
poco plásticos, tratamientos superficiales, etc.

16. Rodillo Neumático

17. c) Compactación por impacto
Los equipos por impacto están constituidos por los pisones.
 Son utilizados en áreas pequeñas.
 Se recomienda un numero de pasadas de 4.
 Son utilizados en los suelos plásticos o suelos granulares de
granulometría apropiada.

18. Pisón de Mano
Pisón Vibratorio

19. d) Compactación por Vibración
Los equipos por vibración están representados por los rodillos vibrantes, los
cuales presentan las siguientes características:
 Producen una disminución o casi suprimen el rozamiento entre los
granos, teniendo una acción notable en la profundidad mas no así en la
superficie.
 Se pueden compactar capas hasta de 60cm en el caso de GP y GW con
resultados positivos.
 Se recomienda compactar en capas de hasta 20cm
 Se recomienda un numero de pasadas mínimo de 8
 Son recomendables para los suelos granulares y a las gravas con pocos
finos plásticos ( en un orden de 10%) así como en la compactación de
firmes modernos (gran angularidad) y arenas de granulometría cortada.

20. Rodillos Vibratorios

21. e) Compactación por métodos mixtos
Los equipos mixtos están representados por los rodillos lisos
vibratorios.

22. 8. PRUEBAS DE LABORATORIO
Las pruebas de laboratorio de acuerdo al método de
compactación pueden ser de los siguientes tipos:
a) Pruebas dinámicas
• Proctor Estándar y Modificado
• Impacto California
• Británica Estándar
• E-10 del Vs Bureau

23. b) Pruebas Estáticas o Precisión
• Porter Sop
c) Pruebas por Amasado
• Miniatura Harvard
• Hveen
d) Pruebas por Vibración
• Mesa Vibratoria
e) Pruebas Especiales
• Pruebas Nucleares

24. Equipo Proctor Mesa Vibratoria

25. 9. CONTROL DE COMPACTACION
La compactación se mide cuantitativamente por la densidad seca
del suelo, la que presenta diferentes valores al ser medida en el
campo y en laboratorio, debido a la diferencia de condiciones
existentes.
Por lo tanto un control de compactación se efectúa relacionando
estos dos valores, lo que se conoce como grado de compactación:
d
G.C. (%) = ---------- x 100
d max
d : Densidad Natural del Suelo
d max : Densidad Máxima Obtenida en Laboratorio

26. Es necesario indicar que la densidad seca no solamente es
función de la compactación recibida sino de otros factores
como: granulometría, humedad, efecto yunque, espesor real
de la capa en un punto dado, angularidad, error accidental
de la medida, etc., los que varían de un punto a otro
originando fluctuaciones en los resultados para una misma
calidad de compactación, siendo necesario una
aproximación de +/- 3 puntos y desviación de 0.08 gr/cm3
para suelos de grano fino y 0.16 gr/cm3 para suelos de
grano grueso.

27. Por la dispersión de resultados existentes se creo la Compactación
Relativa o densidad Relativa para medir la compactación que
alcanza el suelo en el campo, presentándose las siguientes
relaciones:
emax - enat
Dr (%) = ------------------- x 100%
emax - emin
e max : Relación de Vacíos Máxima del Suelo cuando esta suelto
e min : Relación de Vacíos Mínima del Suelo cuando esta
compacto
e nat : Relación de Vacíos Natural del Suelo insitu

28. Sabemos que:
s
e max = - 1
d min
s
e min = - 1
d max
s
e nat = - 1
d nat
Reemplazando se obtiene la siguiente relación:
d max d nat - d min
Dr (%) = x x 100%
d nat d max - d min
d nat : Densidad Natural del Suelo
d max : Densidad Máxima Obtenida en Laboratorio
d min : Densidad Mínima Obtenida en Laboratorio

29. 10. CONTROL EN EL TERRENO
Consiste en determinar la densidad
seca del suelo «insitu».
Existen diferentes métodos entre los
que mencionaremos:
a. Método toma muestras
b. Método del volumétrico
c. Método del cono de arena
d. Por medio de fluidos
e. Por medio de membranas
f. Método nuclear del balón de
jebe

30. Método del Cono de Arena

31. 11. CONCLUSION
Para obtener un Grado de Compactación adecuado se tiene que
seguir la siguiente secuencia:
Tipo de suelo
Equipo de
Compactación
Prueba de
Laboratorio
Grado de
Compactación