ENSAYO PROCTOR

ENSAYO PROCTOR

PROCTOR ESTANDAR ASTM D698 PROCTOR MODIFICADO ASTM D1557

OBJETIVODeterminar el peso volumtrico seco mximo (dmx.) y la humedad ptima (pt.) de un suelo en estudio. Considerando la compactacin de laboratorio como un tipo de compactacin similar a la realizada en un proyecto, con los equipos de compactacin adecuados.ALCANCE El mtodo es aplicable a suelos que tenga 30 % o menos por peso de partculas retenidas en el tamiz de 19 mm (3/4).

Beneficios de la compactacinAumenta la capacidad para soportar cargasImpide el hundimiento del suelo Reduce el escurrimiento del aguaReduce el esponjamiento y la contraccin del sueloImpide los daos de las heladas

Compactacin DE SUELOS1. DEFINICIN

La compactacin es el proceso realizado generalmente por medios mecnicos por el cual se obliga a las partculas de suelo a ponerse mas en contacto con otras, mediante la expulsin del aire de los poros, lo que implica una reduccin mas o menos rpida de las vacos, 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 compactacin.2. OBJETIVO

El objetivo de la compactacin es el mejoramiento de las propiedades de ingeniera de la masa de suelos, con la finalidad de obtener un suelos de tal manera estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecnico adecuado a travs de toda la vida til de la obra.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 disminucin de la relacin de vacos. Reduce el efecto de contraccin.Mejora las condiciones de esfuerzo-deformacin del suelo.

4. DESVENTAJAS

La compactacin muy intensa produce un material muy susceptible al agrietamiento.Aumenta el potencial de hinchamiento (con la humedad) en suelos finos y el potencial de expansin por las heladas.

5. CURVA DE COMPACTACIN

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

Las curvas nos indican un mximo absoluto para el valor de la densidad (MDS) y la humedad correspondiente a este punto (OCH).Cada suelo tiene su propia curva de compactacin, que es caracterstica 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 hmeda.La compactacin se mide por la densidad seca del suelo, en cual esta ntimamente relacionado con la densidad hmeda del suelo y el contenido de agua que posee este, estando estos valores influenciados por una seria de factores:HumedadTipo de SueloEnerga EspecificaEl Mtodo de Compactacin La Re compactacin La Temperatura y la Presencia de Otras Sustancias.

6. ESTUDIO DE LA COMPACTACION DE SUELOS EN EL LABORATORIO Energa Especifica o intensidad de compactacin

Cuando se emplea en el laboratorio la compactacin por impacto la energa queda definida por:

NnWh Ec= V

Ec: Energa Especifica o Energa de CompactacinN: Numero de golpes del pisn por cada capan: Numero de capasW: Peso de pisn compactadorh: Altura de cada del pisnV: Volumen total del molde de compactacin

7. COMPACTACION EN EL CAMPO

La compactacin de campo de acuerdo a la forma de aplicacin de la carga puede clasificarse:

Compactacin por AmasadoCompactacin por PresinCompactacin por ImpactoCompactacin por Vibracin Compactacin por Mtodos Mixtos

a) Compactacin por Amasado

Los equipos por amasado estn constituidos bsicamente por el rodillo pata de cabra, el cual se caracteriza por:La compactacin se realiza de abajo hacia arriba, originando una mayor presin en el lecho inferior.Se recomienda compactar en capas de 0.30m de espesor, utilizando una penetracin del vstago del 20% al 50% de su longitud de acuerdo a la plasticidad del sueloSe recomienda un numero mnimo de 24 pasadas.Son apropiados para suelo finos (cohesivos)

Rodillo Pata de Cabra

b) Compactacin por Presin

Los equipos por presin estn constituidos por los rodillos lisos y neumticos, presentando las siguientes caractersticas:

Rodillos Lisos

En un rodillo liso la compactacin se realiza de arriba hacia abajo disminuyendo con la profundidad de la capa. Se recomienda compactar en capas sueltas de 20cm.Se recomienda un nmero de 8 pasadas.Son utilizados principalmente en suelos gravosos y arenosos limpios as como para el acabado de la superficie superior de las capas compactadas y en los concretos asflticos.

Rodillo Liso

Rodillos Neumticos

Las caractersticas de los equipos neumticos que influyen en la compactacin son: la presin del aire en los neumticos y el rea de contacto entre el neumtico 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 plsticos, tratamientos superficiales, etc.

Rodillo Neumtico

Rodillo Neumticoc) Compactacin por impacto

Los equipos por impacto estn constituidos por los pisones.

Son utilizados en reas pequeas.Se recomienda un numero de pasadas de 4.Son utilizados en los suelos plsticos o suelos granulares de granulometra apropiada.

Pisn de ManoPisn Vibratorio

d) Compactacin por Vibracin

Los equipos por vibracin estn representados por los rodillos vibrantes, los cuales presentan las siguientes caractersticas:Producen una disminucin o casi suprimen el rozamiento entre los granos, teniendo una accin notable en la profundidad mas no as 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 mnimo de 8Son recomendables para los suelos granulares y a las gravas con pocos finos plsticos ( en un orden de 10%) as como en la compactacin de firmes modernos (gran angularidad) y arenas de granulometra cortada.

Rodillos Vibratoriose) Compactacin por mtodos mixtos

Los equipos mixtos estn representados por los rodillos lisos vibratorios.

8. PRUEBAS DE LABORATORIO

Las pruebas de laboratorio de acuerdo al mtodo de compactacin pueden ser de los siguientes tipos:

Pruebas dinmicas Prctor Estndar y Modificado

Equipo Prctor

Toma de muestra en campoMuestreo de un flujo de descarga de agregados (Descarga de una banda o de un contenedor) . Aleatoria ASTM D3665.Muestreo de una banda transportadoraMuestreo desde una pila de almacenaje o unidad de transporteMuestreo en la carretera (Bases y Sub-Bases)

Granulometra Para Seleccionar MtodosMtodo ASe puede utilizar si el 20% o menos en masa del material se retiene en el tamiz n 4 (4.75 mm) Mtodo BSe puede usar si el 20% o menos en masa del material se retiene en el tamiz de 3/8. (9,5 mm).Mtodo CPuede utilizarse si el 30% o menos en masa del material se retiene en el Tamiz de . (19,0 mm) .Seccin 1.4 Si el material a ensayarse tiene partculas gruesas en un porcentaje superior al 5% y el resultado es usado para el control de compactacin de suelos debe hacer correcciones a la densidad seca mxima de acuerdo con la norma ASTM D 4718, a fin de comparar la densidad seca del terreno con la densidad seca mxima de compactacin correspondiente al material total utilizado en terreno.EQUIPOSMolde de 101.6 mm (4) de dimetro, para los mtodos A y B.Molde de 152.4 mm (6 ) de dimetro, para el mtodo C.Martillo de 2.5 Kg, Prctor (estndar), martillo de 4.5 Kg, Prctor modificadoMartillo con cada libre de una altura de 304.8 1.6 mm (12.0 1/16 pulg). Para prctor Estndar.Martillo con cada libre de una altura de 457.2 1.6 mm (18.0 0.05 pulg). Para prctor Modificado.Extractor de muestra (opcional): Balanza: con lectura de 1 gramo.Balanza Digital: con precisin de 0.01 gramos.Horno de secado: capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +-5 C.EnrasadorTamices: Tamices de 19mm (), 9.5 mm () y 4.75 mm (#4).Herramienta de mezclado: Bandejas rectangulares, esptula, cucharn de aluminio, palaustre, botella aerosol y agua.Probeta de 100 mlTarasFormato: para anotar datos.Brocha.Mazo de goma.

Equipos

SELECCIN DE TIPO DE PRCTOR Y MTODO.El tipo de prctor y el mtodo ser seleccionado de acuerdo a la norma ASTM D698 o D1557Especificaciones de los mtodos.Para determinar el tipo de martillo a utilizar, adems del dimetro de molde y la cantidad de golpes para proporcionar energa, se proceder de acuerdo a la Tabla N1.(E.T.)

PRUEBA PROCTOR ESTANDAR

En la prueba de proctor. El suelo es compactado en un molde que tiene un volumen de 943.3cm3. el dimetro del molde es de 101.6 mm. Durante la prueba de laboratorio, el molde se une a una placa de base en el fondo y a una extensin en la parte superior.El suelo se mezcla en cantidad variable de agua y luego se compacta en 05 capas iguales por medio de un pisn que transmite 25 golpes a cada capa.El pisn pesa 24.4 N. y tiene una altura de cada de 204.8mm. Para cada prueba, el peso especifico hmedo de compactacin se calcula como:

Figura 3.2 equipo de prueba de proctor estandar

Para cada prueba, el contenido de agua del suelo compactado se determina en el laboratorio. Con contenido de agua conocido, el peso especifico seco se calcula con la ecuacin:DIFERENCIA ENTRE PROCTOR ESTANDAR Y MODIFICADOEnerga de compactacin usada. En el Normal- estndar se hace caer un peso de 2.5 kilogramos de una altura de 30 centmetros, compactando la tierra en 3 capas con 25 golpes y en el Modificado, un peso de 5 kilogramo de una altura de 45 centmetros, compactando la tierra en 5 camadas con 56 golpes.PROCEDIMIENTOS.Definir el tipo de prctor y los equipo a utilizar.Determinar y anotar el volumen del molde y los pesos de las taras a utilizar.Definir visualmente un punto aproximado a la humedad ptimo formando un terrn al apretarlo con la mano y que sta mantenga su forma al disminuir la presin.A partir del contenido de humedad determinada, se preparan de 4 a 5 muestra de 3 a 6 Kg de suelos secado al aire, dependiendo del molde a utilizar, con incremento de aproximadamente 2% de humedad pero no mayor a 4%.(En el caso de la capa Base el incremento ser de 1,2 %)Mezclar el suelo con las aguas aadida en incremento, colocarla en un recipiente cubierto o cerrado y dejar reposar.La masa requerida para los procedimiento A y B es aproximadamente 16 kg (35 lb) y para el procedimiento C es aproximadamente 29 kg (65 lb) de suelo seco, en consecuencia la muestra de campo debe tener una masa hmeda mnima 23 kg (50 lb) y 45 kg (100 lb) respectivamente.Determinar los porcentajes de retenido en los tamices # 4, 3/8 o para seleccionar uno de los mtodos A, .B o C.PREPARACION DE MUESTRAPROCEDIMIENTOS.Tabla N 2. Tiempo de reposo requerido para muestras humedecidas.

ClasificacindescripcinTiempo mnimo de reposoGWGravas bien graduada, mezcla de grava y arena con poco o nadas de finosNo tiene ningn requisitoGPGravas mal graduadas, mezcla de grava y arena con poco o nadas de finosNo tiene ningn requisitoSWArenas bien Graduadas, arena con gravas, con poco o nada de finos.No tiene ningn requisitoSPArenas mal Graduadas, arena con gravas, con poco o nada de finos.No tiene ningn requisitoGMGravas limosas, mezclas de grava, arena y limo.3 horasSMArena limosas, mezclas de arena y limo.3 horasTodos los dems suelos16 horasPROCEDIMIENTOS.Culminada el tiempo de curado, se apoya el molde sobre una base rgida y se compacta el suelo. Procurar que la ltima capa quede por sobre la altura del molde, pero no mayor a 2.5 cms.Se retira todo material adyacente al molde que no ha sido compactada.Se remueve el collar y se enrasa el molde con suelo compactado.Se remueve la base del molde excepto si se trata de suelo muy hmedo o muy seco, luego se pesa y se registra el valor como: Peso del molde + suelo hmedo.Se saca el material del molde y se toman de ellas muestras para determinar su humedad en dos taras previamente pesada.Se repiten los pasos con las otras muestras con humedades diferentes en incremento. No olvidar tomar muestra para las humedades en cada ensayo.Es recomendable que esta prueba se logre en un mnimo de 4 ensayos y un mximo de 6, con el fin que se logre definir la parbola de forma completa.Terminada la compactacin de la ltima muestra, se verifica que esta hayan disminuido o por lo menos sean constante a humedades mayores.

Clculos de Humedades y DensidadesHumedad

Donde:W (%): Es el contenido de humedad en porcentaje.W1: Masa de recipiente mas muestra hmeda, en gramos.W2: Masa de recipiente mas muestra seca, en gramos.Wc: Masa del recipiente, en gramos.

Donde:m = Peso volumtrico hmedo en kg/m3Wm = (Peso del molde + suelo hmedo) (Peso del molde).V= Volumen del molde en m3

Donde:(d) = peso Volumtrico Seco: es el contenido de humedad expresado en porcentaje.Calculo de Densidad SecaCalculo de densidad hmeda.GrficaLa grafica se realiza indicando los contenidos de humedades (w(%) en porcentajes) en la abscisa y las densidades o peso volumtrico seco (d) en el eje de las ordenadas, para formar una parbola.En el punto ms alto de la parbola, con la horizontal se obtiene el peso volumtrico seco mximo (d mx.) y con la vertical se obtiene la humedad ptima ( pt).

Grafica de prctorCALCULAR: El optimo contenido de humedad (OCH) y la mxima densidad seca (MDS)

CONTROL DE Compactacin determinacin de och en obra.Resolver:Se desea conocer el la cantidad de agua a agregar a un suelos de conformacin en obra que contiene 4% de humedad natural por un espesor de 0.30m. Y un rea de 200m2. sabiendo que el optimo contenido de humedad en laboratorio es de 12% .Se trata de agregar agua a un suelo se procede de la siguiente forma:a. Se determina en el laboratorio el optimo contenido de humedad.Supngase que sea 12%b. Se determina en el laboratorio el contenido de humedad natural del suelo, por ejem. 4%.CONTROL DE Compactacin determinacin de och en obra.CONTROL DE Compactacin determinacin de och en obra.c. El porcentaje de agua a agregar sera entonces: w = 12 4 = 8%d. Supongamos que el suelo pese 1600kg./m3(seco) y que se esta compactando por capas de 30 cm.Entonces el peso por m2 en cada capa ser: x 0.30 = 480kg/m2

CONTROL DE Compactacin determinacin de och en obra.La cantidad de agua por aadir ser: Vw = 480 x 0.08 = 38.4 lt/m2O sea, 10 galones/m2 lo que significa que un tanque cisterna de 2000 glns. De capacidad servir para regar 200m2.tareaRealizar en laboratorio de mecnica de suelos la calibracin de arena.Realizar un trabajos monogrfico de los procedimientos y clculos para realizar los ensayos de equivalente de arena abrasin los ngeles y su aplicacin en la ingeniera.DENSIDA DE CAMPOGRACIAS