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COMPACTACIÓN DESUELOS
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El suelo es un material de construcción :
• Fácilmente disponible
• Económico
Consecuencias de la ausencia de control de calidad:
-Asentamientos : Movimiento vertical del suelo inferiordebido al peso del relleno
-Subsidencia: Movimiento vertical dentro de un relleno debidoa su propio peso
Usos : caminos, terraplenes, presas, etc.
Requiere control de calidad
COMPACTACIÓN DE SUELOS
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VENTAJAS DE LAS COMPACTACIÓN
Permite el mejoramiento de las siguientespropiedades :
5 kg
10 kg
Sin compactar Compactado
• Reduce la permeabilidad del suelo,
el escurrimiento y la penetración
del agua.
• Reduce los asentamientos del
terreno.
• Aumenta la capacidad de
soporte del suelo.
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• Reduce el esponjamiento y lacontracción del suelo
Sin compactar Compactado
Desventajas:• Aumenta el hinchamiento• Aumenta el potencial de expansión
por heladas.
• Impide los daños de las heladas
VENTAJAS DE LAS COMPACTACIÓN
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TEORÍA DE LA COMPACTACIÓN DE SUELOS
Proctor ( 1933 ) definió cuatro variables que afectan a la compactaciónen suelos con cohesión:
Ec = N · n·W · hV
(Kf/m3)
Otras variables que afectan alproceso de compactación:
• Método de compactación
• Humedad original del suelo• Sentido que se recorre la escala
dehumedades
• Temperatura
• Recompactación
• Numero y espesor de capas,número de pasadas, etc.
•Peso unitario seco•Contenido de agua• Tipo de suelo
•Energía de Compactación
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Especificaciones para el ensayos Proctor Estandar (Holtz and Kovacs, 1981)
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Especificaciones para el ensayos Proctor Modificado (Holtz and Kovacs, 1981)
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LA CURVA DE COMPACTACIÓN
r
s
w s
d
S Gw
G
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Empleo de propiedades
índices para definición de
curva de saturación en
compactación Proctor
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LA CURVA DE COMPACTACIÓN
Efecto de la energía de
compactación en la
densidad seca y contenido
de humedad de un suelo
Tomada de: Principles of Geotechnical
Engineering – Das, 2010
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LA CURVA DE COMPACTACIÓN
Tomada de: Principles of Geotechnical
Engineering – Das, 2010
Factores que influyen en la compactación
de suelos:
o Tipo de suelo
o Gs
o Distribución granulométrica
o Cantidad y tipo de minerales arcilloso
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LA CURVA DE COMPACTACIÓN
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COMPACTACIÓN EN LABORATORIO
EnsayoProctor
EnsayoHarvard
SUELOSGRANULARES
Ensayo de
Densidad relativa
SUELOSCOHESIVOS
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COMPACTACIÓN EN SUELOS COHESIVOS
Finalidad Determinar la relación humedad – densidad de un
suelo compactado en un molde normalizado , mediante un pisón de
masa normalizada , en caída libre y con una energía de
compactación específica .
El ensayo se realiza compactando en un molde de volumen conocido
muestras de un mismo suelo , pero con distintas humedades y con la
misma energía de compactación .
Este ensayo es aplicable a suelos con un porcentaje de finos (malla
Nº200) igual o mayor que 12% . Para suelos con un porcentaje menor,
también es aplicable, siempre y cuando presenten una curva con un
máximo bien definido.
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COMPACTACIÓN EN SUELOS GRANULARES
Para los suelos granulares se aplica el concepto de Densidad Relativa , el
que relaciona la compacidad en estado natural con las densidades
máximas y mínimas .
Los métodos de laboratorio empleados en Chile para obtener las
densidades máximas y mínimas están dados en la Nch 1726 Of. 80 .
Las humedades necesarias para obtener estas densidades máximas son
las de “secado al aire” y de saturación .
DRMuy suelto 0 -15
Suelto 15 - 35
Medio 35 - 65
Denso 65 - 85
Muy denso 85 - 100
ESTADO DEL SUELO
D.R = dmax (d - dmin) x100 (%)
d (dmax- dmin)
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MÉTODOS PARA COMPACTAR EN TERRENO
Estática o presión
Impacto
Amasado
Vibración
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ELECCIÓN DEL MÉTODO DE COMPACTACIÓN
1. Tipo de Suelo
2. Variaciones del suelo dentro de la obra
3. Tamaño e importancia de la obra a ejecutar
4. Especificaciones de compactación del proyecto: densidad, humedadóptima, tamaño del sitio, número de pasadas.
5. Tiempo disponible para ejecutar el trabajo
6. Equipo que ya se posea antes de comenzar los trabajos
7. Economía
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ELECCIÓN DEL MÉTODO DE COMPACTACIÓN
Tipo de suelo Maquinaria
GravasArenas mecánicamente estables
Rodillos lisos
Arenas uniformesSuelos cohesivos con humedadcercana a limite plástico
Rodillos neumáticos
Suelos finos con humedad entre 7%a 20 % por debajo del limite plástico
Rodillos “pata de cabra”
Suelos granulares Rodillo vibratorio
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RECOMENDACIÓN EQUIPO DE COMPACTACIÓN
SEGÚN TIPO DE SUELO
Tomada de: Tabla 3.602.504.A Vol 3
Manual de Carreteras
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PRUEBAS IN SITU
Estos ensayos permiten obtener la densidad de terreno y verificar los resultados
obtenidos en obras de compactación de suelos.
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PRUEBAS IN SITU: CONO DE ARENA
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PRUEBAS IN SITU: DENSIMETRO NUCLEAR
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COMPACTACIÓN DE PRUEBA
o Se aconseja en obras de cierta importancia.
o Permite determinar el número de pasadas y humedad másconvenientes a la exigencia de la obra y a la economía de la
empresa.
Proyecto
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ENSAYO CBR
La finalidad de este ensayo es determinar la capacidad de soporte de
suelos compactados en laboratorio, con una humedad óptima y
energías de compactación variables .
Este ensayo mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones
de humedad y densidad controladas, permitiendo obtener un
porcentaje de la relación de soporte respecto de un suelo de
California .
CBR = (carga unitaria del ensayo / carga unitaria patrón) x 100 (%)
• Determinación de granulometría
• Ensayo PM
• Determinación humedad óptima de compactación
• Compactación de 3 probetas (10, 25 y 56 golpes)
REQUISITOS
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ENSAYO CBR
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Contenido de Humedad (%)
gmáx.
Wopt. D e n s i d a d
S e c a ( g r s / c c
)
Curva de Saturación
Condiciones de ensayo:
• Determinación de granulometría
• Ensayo PM• Determinación humedad óptima de
compactación
• Compactación de 3 probetas (10, 25 y
56 golpes de pisón)
ENSAYO CBR
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Equipamiento necesario:
• Molde
• Sobrecarga
• Papel filtro• Disco espaciador
• Pisón compactador
• Horno
• Prensa de ensayo (KN)
ENSAYO CBR
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ENSAYO CBR
Curva Tensión v/s
penetración. Tomada de
Vol 8 Manual deCarreteras
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ENSAYO CBR
Curva CBR v/s Densidad Seca.
Tomada de Vol 8 Manual de
Carreteras
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ENSAYO CBR
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ENSAYO CBR
Pavimento Material % CBR % Compactación
Flexible Sub base granular 40 95
Flexible Base granular 80 95
Tratamiento
superficial
Base granular 100 95
Capa granular de
rodadura
Base granular 80 95
Rígidos Sub base granular 50 95
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Selección demateriales para
aceptación o rechazo
Granulometría Límites de consistencia Humedad
Desgaste de los Ángeles C.B.R (Proctor o D.R)
Ejecución
Densidad In-Situ Proctor o D.R C.B.R
Recepción final ycomprobación de
propiedades
Placa de carga
C.P.T
CONTROL DE CALIDAD EN OBRAS DE COMPACTACIÓN Y
ENSAYOS MÁS UTILIZADOS