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COMPACTACION DE SUELOS

¿ qué es la compactación?

La compactación de los suelos es el proceso artificial por el cual las partículas del suelo son obligadas a estar mas en contacto con unas de las otras, mediante una reducción del índice de vacíos, empleando medios mecánicos, lo cual se traduce en el mejoramiento de sus propiedades ingenieriles.

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¿ qué es la compactación?

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¿ Cual es la importancia compactación?

La importancia de la compactación de los suelos estriba en el aumento de la resistencia y disminución de la capacidad de deformación que se obtiene al someter el suelo a técnicas convenientes, que aumentan el peso especifico seco, disminuyendo sus vacíos.

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¿ Donde se aplica mayormente la compactación?

Por lo general, las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales tales como cortinas de presas de tierra, terraplenes para caminos y ferrocarriles, bordes de defensas, muelles, pavimentos, etc.

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¿ De que depende los métodos empleados en la compactación?

Los métodos empleados en la compactación de suelos, depende del tipo de materiales con que se trabaje en cada caso; en los materiales puramente friccionantes como la arena, los métodos vibratorios son los mas eficientes, en tanto que en los suelos plásticos el procedimiento e carga estática resulta el mas ventajoso. En la Practica, estas características se reflejan en el equipo disponible para el trabajo, tales como: plataformas vibratorios, rodillos lisos, neumáticos o patas de cabra.

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Beneficios de la compactación

Aumenta la capacidad para soportar carga: los vacíos producidos debilidad los suelos e incapacidad para soportar cargas pesadas, estando apretadas todas las partículas, el suelo puede soportar cargas mayores debido a que las partículas mismas que se soportan mejor.

Impide el hundimiento del suelo: si la estructura en el suelo sin afirmar o afirmado con desigualdad, el suelo se hunde dando lugar a que la estructura se deforme (asentamiento diferenciales). Donde el hundimiento es más profundo en un lado o en una esquina, por lo que se produce grietas o un derrumbe total.

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Beneficios de la compactación Reduce el escurrimiento del agua: un suelo compactado reduce la penetración del agua, el agua fluye y el drenaje puede entonces regularse.

Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo: Si hay vacíos, el agua puede penetrar en el suelo y llenar estos vacíos. El resultado sería el esponjamiento del suelo durante la estación de lluvia y la contracción del mismo durante la estación seca.

Impide los daños de la helada: El agua se expande y aumenta el volumen al congelarse, esta acción a menudo causa que el pavimento se hinche y a la vez. Las paredes y losas del piso se agrieten, la compactación reduce estas cavidades del agua en el suelo.

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Tipos de suelos a compactar Suelos cohesivos. Son suelos arcillosos y limos o sea material de grano muy fino y la compactación se produce por reorientación y por la distorsión de los granos y sus capas absorbidas, esto se logra por una fuerza que sea suficientemente grande para vencer la resistencia de la cohesión por las fuerzas entre partículas.

Suelos no cohesivos: (granular) son suelos compuestos de rocas, piedras gravas y arenas o sea suelos de granos gruesos. En el caso de suelos granulares el proceso de compactación más adecuado resulta el de vibración.

Suelos mixtos: en la naturaleza la mayoría de los suelos están compuestos por una íntima mezcla de partículas de muchísimos tamaños

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Objetivos de la compactación

• Debe tener suficiente resistencia para soportar con seguridad su propio peso y el de la estructura o las cargas de las ruedas.

• No debe asentarse o deformarse tanto por efecto de la carga, que se dañe el suelo o la estructura que se soporta.

• No debe ni retraerse ni expandirse excesivamente

• Debe conservar siempre su resistencia e incompresibilidad

• Debe tener la permeabilidad apropiada o la características e drenaje para su función.

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Pruebas de suelo - laboratorio

AASHTO T99-01 ASTM D698

COMPACTACION CON PROCTOR ESTANDAR

ALCANCE

Este método describe el procedimiento para la determinación de la relación entre el contenido de humedad y la densidad de los suelos compactados en un molde de tamaño dado , con un pisón de 2.5 kg (505 lb) que cae de un altura de 305mm (12pulg)

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ALCANCE

Este método, describe el procedimiento para la determinación de la relación entre el contenido de humedad y la densidad de los suelos compactados en un molde de tamaño dado, con un pisón de 4.5 kg (10 lb), que cae de una altura de 457 mm (18 pulg)

AASHTO T180-01 ASTM D1557

COMPACTACION CON PROCTOR MODIFICADO

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Pruebas de suelo - laboratorioEQUIPOS

MOLDES.- serán cilindro de paredes solidas hechas de metal de 4 x 6 pulg. Con un collar ajustable aproximadamente de 50mm (2 pulg ) de altura y una placa metálica de base perforada.

PISON DE METAL: cara palana circular de 2 pulg de diámetro y una masa de 5.5 – 0.02 lb con una altura de caída libre de 12 pulg

DISPOSITIVO EXTRACTOR DE MUESTRA: un dispositivo para la extracción de muestras compactadas

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BALANZA .- acuerdo de los requerimientos de la norma AASHTO M231

HORNO.- termostáticamente controlado capaz de mantener una temperatura adecuada para el secado de las muestras.

TAMICES.- de 50mm (2 pulg), 19 mm (3/4 pulg), y 4.75 mm (N° 4) conforme al requerimiento de normas AASHTO M 92

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PROCEDIMIENTO DE MUESTREO

Si la muestra de suelo esta húmeda cuando se recibe del campo , séquela hasta que se ponga desmenuzable al introducir una espátula . el secado puede hacerse al aire o en un horno que matenga una temperatura que no exceda los 60° c (140 ° f)

Tamice una cantidad adecuada de suelo pulverizado sobre el tamiz de 4.75 mm (N° 4) deseche el material grueso, si alguno es retenido en dicho tamiz

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PROCEDIMIENTO

Seleccione una muestra representativa .con una masa aproximada de 3KG (7 lb) o más del suelo

Mezcle la muestra seleccionada con agua para humedecerla hasta aproximadamente 4%por debajo del contenido de humedad optima

Deje la muestra en repos en un recipiente herméticamente cerrado por un tiempo mínimo como lo especifica en la tabla N° 1

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PROCEDIMIENTO

Forme una espécimen compactado el suelo preparado en el molde de 101.6 mm (4) pulg con collar , en tres capas aproximadamente iguales para una altura total compactada de 125 mm (5 pulg) Compacte cada capa con 25 golpes del pisón distribuidos uniformemente dejándolo caer libremente desde una altura de 305 mm sobre la altura del suelo

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PROCEDIMIENTO

Luego de la compactación, remueve el collar de extensión quitando el material adherido en el collar. Con cuidado recorte el suelo excedente compactado de la parte superior del molde usando el borde recto de la regla Pese el molde con la muestra de suelo húmedo en kilogramos

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PROCEDIMIENTO

Saque la muestra compactada del molde con la ayuda del dispositivo extractor de muestras. Realice un corte vertical por el centro tome dos muestras de material de una de las caras cortadas , pese inmediatamente. Coloque la mustra en el horno para determinar el contenido de humedad de acuerdo con la norma AASHTO T265, registre los resultados.

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Pruebas de suelo - laboratorioPROCEDIMIENTO

Desmenuce completamente la porción restante de muestra moderada hasta que crea que pase el tamiz de 4.75 mm(n° 4) y júntelo con la porción restante de la muestra que se ensaya Agregue suficiente agua para incrementar el contenido de humedad del suelo de 1 % a 2% y repita el procedimiento antes indicado para cada incremento de aguaContinúe esta serie de determinaciones hasta que haya una disminución o no cambien la masa humedad, W1 por metro cubico (pie cubico) del suelo compactado

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Pruebas de suelo - laboratorioEquipo de Compactación Proctor Modificado.

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Especificaciones de los métodos

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2. Pruebas de suelo – in situMétodo del cono de arena Se excava un hueco de 15cm de ancho por 15 cm de profundidad en el

suelo compactado se pesa el suelo extraído. Se seca y se vuelve a pesar. Se obtiene el porcentaje (%) de humedad. Un cono con granos de arena uniforme se coloca sobre el agujero y este

se llena con arena Se divide el peso seco extraído por el volumen de arena que se requiere

para llenar el hueco y se obtiene la densidad del suelo compactado en Kg/m3.

La densidad obtenida se compara con la densidad máxima Proctor, obteniendo la densidad Proctor Relativa

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2. Pruebas de suelo – in situ

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2. Pruebas de suelo – in situ Método del densímetro nuclear

Opera con el principio de que los suelos densos absorben mas radiación que lo suelos sueltos .El decímetro se coloca sobre el suelo a probar y se conecta para que funcione. Los rayos Gamma de una fuente radiactiva penetran en el suelo y, según sea el numero de huecos que existan, un numero de rayos se reflejan y vuelven a la superficie

Esta densidad se compara con la máxima Proctor y se obtiene la densidad relativa Proctor

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2. Pruebas de suelo – in situ Método del densímetro nuclear

Opera con el principio de que los suelos densos absorben mas radiación que lo suelos sueltos .El decímetro se coloca sobre el suelo a probar y se conecta para que funcione. Los rayos Gamma de una fuente radiactiva penetran en el suelo y, según sea el numero de huecos que existan, un numero de rayos se reflejan y vuelven a la superficie

Esta densidad se compara con la máxima Proctor y se obtiene la densidad relativa Proctor

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2. Pruebas de suelo – in situ

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Elección del Método de compactación

1. La elección del método de compactacion (equipo) depende de

2. Tipo de Suelo

3. Variaciones del suelo dentro de la obra

4. Tamaño e importancia de la obra a ejecutar

5. Especificaciones de compactacion del proyecto Densidad, humedad optima, tamaño del sitio, Nº de pasadas

6. Tiempo disponible para ejecutar el trabajo

7. Equipo que ya se posea enantes de comenzar los trabajos

8. Economía

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SUELOS GRANULARES

Se compactan mejor por vibración La vibración reduce las fuerzas de fricción, dejando que las partículas caigan libremente por su propio peso:- Placas y rodillos vibratorios - Masas desde altura (comp. Dinamica)

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SUELOS GRANULARES

Se compactan mejor por vibración La vibración reduce las fuerzas de fricción, dejando que las partículas caigan libremente por su propio peso

- Placas y rodillos vibratorios - Masas desde altura (comp.

Dinamica)

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SUELOS GRANULARES

Se compactan mejor por vibración La vibración reduce las fuerzas de fricción, dejando que las partículas caigan libremente por su propio peso- Placas y rodillos vibratorios - Masas desde altura (comp.

Dinamica)

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SUELOS COHESIVOS – COMPATACIONPOR AMASADO

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SUELOS COHESIVOS – COMPATACIONPOR AMASADO

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1. Compactacion por presión

2. Rodillos Lisos

3. Se emplean en la compactacion de materiales como : grava, arenas , piedra triturada y otros materiales donde se requiere una acción de trituración

4. El espesor de la capa compactada depende del peso del compactador y del objeto de la obra, pero en general, varia desde unos 15 cm para cimientos hasta 45 cm para bases de terraplenes. Solo permite compactar capas delgadas (<20 cm) de material granural y no se obtiene densidades altas

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Compactación por presión Rodillos Neumáticos

Tienen ruedas de caucho en vez de ruedas o rodillos de acero generalmente poseen dos ejes tandem, con tres o cuatro ruedas en el eje delantero y cuatro o cinco en el eje trasero las ruedas se mueven independientemente hacia arriba y hacia abajo

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Compactacion por impacto

Implica la aplicación de esfuerzos de corta duración a intervalos de tiempo pequeños. Entre estos tipos de equipos se encuentran todos los pisones, así como algunos rodillos , similares a los de pata de cabra llamados tamper por lo que producen el efecto de impacto a medida que compactan

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Compactacion por vibracion

Las compactadoras vibratorias proporcionan la fuerza compactadora mediante una combinación del peso y la vibración de sus rodillos (tambores) de acero

Las compactadores usadas para concreto asfálticos son automotrices y varían en peso desde 7 hasta 17 ton

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METODOS DE COMPACTACION COMBINADOS

Uno de los dispositivos mas empleados es el rodillo liso con una unidad de vibración acoplada, siendo su eficiencia máxima en suelos granujales

También se acoplan unidades de vibración a rodillos neumáticos, los cuales encuentran su mejor aplicación en suelos arenosos bien agrados, arenas limosas e incluso arcillosas

El rodillo pata de cabra con aditamento de vibración es empleado en la compactacion de suelos arcillosos en capas un poco mayores a las normales

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CONCLUSIONES

Para obtener un Grado de Compactación adecuado se tiene que seguir la siguiente secuencia:

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