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1. COMPACTACIÓN DE SUELOS

2. Pruebas de compactación Ralph R. Proctor (1933) Ensayo Proctor Normal * Tres capas en molde especificado * Con un pisón de 2.5 kg se dan 25 golpes por cada capa. Se deja caer el pisón desde 30.5 cm de altura * La energía utilizada = 6 kg cm /cm 3

3. Molde Pisón

4.   E e = energía específica N = número de golpes por cada capa n = número de capas de suelo W = peso del pisón h = altura de caída libre del pisón V = volumen del suelo compactado.

5. Compactación Proctor Normal

6. Compactación Proctor Modificado Equipo de compactación de campo avanzados: mayores energías específicas de compactación El ensayo Proctor Normal no podía representar los grados de compactación cada vez más altos que se obtenían en campo. Se modificó la prueba Proctor Normal

7. Compactación Proctor Modificado Ensayo Proctor Modificado * Cinco capas en molde especificado * Con un pisón de 4.5 kg se dan 25 golpes por cada capa. Se deja caer el pisón desde 45.7 cm de altura * La energía utilizada = 27.2 kg cm /cm 3 Se aumentó la energía de compactación : aumento del peso del pisón y la altura de caída Peso específico seco mayor y w menor que en el Proctor Normal.

8. Proctor Normal Proctor Modificado

9. Ensayo de compactación Arcilla de alta plasticidad Arcilla de baja plasticidad Limo Arena bien graduada Grava bien graduada Densidad seca (Ton/m 3 ) Contenido de humedad, (%) 596 kJ/m 3

10. Conforme se incrementa el esfuerzo de compactación: El peso específico máximo aumenta El contenido de agua óptimo disminuye

11. Compactación Proctor Modificado EJEMPLO DE CÁLCULO

12. Humedad - Referencia Tara 60 39 16 83 F Cápsula+suelo+agua 148.98 148.60 139.38 155.72 G Cápsula+suelo 141.17 139.55 130.09 141.72 H cápsula 60.11 59.31 60.59 53.65 I = G-H Suelo 81.06 80.24 69.5 88.07 J = F-G Agua 7.81 9.05 9.29 14 K = (J/I)*100 Humedad 9.63 11.28 13.37 15.90               Densidad seca - Punto No 1 2 3 4 - %Agua Añadido 8 10 12 14 A Molde+suelo+agua 7112 7258 7310 7278 B Molde 5138 5138 5138 5138 C = A-B Suelo+Agua 1974 2120 2172 2140 D= ((100*C)/(100+K)) Suelo 1800.52 1905.13 1915.90 1846.48 E=D/v. molde Densidad 1.80 1.91 1.92 1.85

13. Compactación Proctor Modificado

14. Pruebas de compactación Profesor S. D. Wilson (Universidad de Harvard) Ensayo de compactación «Harvard miniatura» Compactación estática Presión transmitida es constante Molde: 3.3 cm de diámetro interior, 7.2 cm de altura, volumen de 62 cm 3 , extensión de 3.5 cm de altura. El molde se fija a una base metálica El émbolo que aplica la presión es una barra de metal de 3.2 cm de diámetro.

15. ¿Las arenas limpias se pueden compactar con los ensayos Proctor? ¿De qué factores dependen los pesos específicos máximos? ¿De qué depende la energía específica de compactación en campo? No Tipo de suelo, contenido de agua y energía específica Tipo de equipo, peso del equipo, número de pasadas y espesor de las capas

16. Equipos de compactación en campo * Compactador con rodillos pata de cabra * Compactan el suelo de abajo hacia arriba, ejerciendo un efecto de amasado. Los demás equipos compactan al suelo de arriba hacia abajo. * Ejercen presiones entre 10 y 40 kg/cm 2 . Cargándolos podrían ejercer hasta 80 kg/cm 2 o más. Los más pesados solo funcionan adecuadamente en suelos con “w” muy bajos. * Efectivo en suelos arcillosos. * El área de cada protuberancia varía entre 25 y 85 cm 2 .

17. Equipos de compactación en campo

18. Equipos de compactación en campo

19. * Compactador con rodillos lisos Equipos de compactación en campo * Su peso por lo regular es de 10 toneladas. * Existen equipos de un eje así como también de ejes múltiples. * Por lo regular se utilizan para el acabado superficial de las capas compactadas. * Compactan efectivamente capas de 20 a 30 cm. * La presión de compactación es de 3.16 a 3.88 kg/cm 2 .

20. Equipos de compactación en campo

21. Equipos de compactación en campo

22. * Compactador con rodillos neumáticos Equipos de compactación en campo * Existen equipos de un eje así como también de ejes múltiples. * Los equipos de ejes múltiples llegan a pesar hasta 10 toneladas por eje. * Las presiones de inflado de las llantas suele ser de 5 y 7 kg/cm 2 . * Se usan para la compactación de suelos arenosos y arcillosos. * La compactación se logra por combinación de presión y amasado.

23. Equipos de compactación en campo * La presión de contacto bajo los neumáticos es de 6.12 y 7.14 kg/cm 2 .

24. Equipos de compactación en campo

25. * Compactador con rodillos vibratorios Equipos de compactación en campo * Estos equipos se recomiendan para suelos puramente friccionantes (arenas y gravas arenosas) * Existen diversos tipos de equipos. Van desde pisones vibratorios manuales hasta plataformas vibratorias. * En la práctica se utilizan frecuencias de vibración de 1500 a 2000 ciclos por minuto con buenos resultados.

26. Equipos de compactación en campo

27. Equipos de compactación en campo

28. Equipos de compactación en campo Factores que influyen para alcanzar el peso específico seco deseado en el campo: * Tipo de suelo y contenido de agua. * Espesor de la capa. * Intensidad de la presión aplicada con el equipo. * Área sobre la cual se aplica la presión. ¿Cómo influye el espesor de la capa y la energía de compactación? ¿y el número de pasadas?

29. Control de la compactación en obra Los requisitos de compactación en el campo están determinados por los γ d de proyecto, es decir, los obtenidos en el laboratorio .

30. Control de la compactación en obra

31. Control de la compactación en obra

32. Control de la compactación en obra

33. Control de la compactación en obra

34. Control de la compactación en obra

35. Control de la compactación en obra

36. Control de la compactación en obra

37. Control de la compactación en obra

38. Control de la compactación en obra Grado de compactación: la relación en porcentaje entre el peso específico seco obtenido en la obra y el máximo especificado en el laboratorio para ese mismo suelo . Para el control de la obra se establece un porcentaje mínimo aceptable que varía según la importancia de la obra.  

39. Control de la compactación en obra Procedimientos estándar para determinar el ɣd en el campo . Método del cono de arena Método del globo de hule Método nuclear

40. Control de la compactación en obra Método del cono de arena . Recipiente de vidrio o plástico con un cono de metal unido a su parte superior.

41. Control de la compactación en obra Método del cono de arena . El recipiente se llena con arena Ottawa seca y muy uniforme. Se determina el peso del envase, del cono y de la arena que llena el recipiente (W 1 ). En el campo se excava un agujero de 15 cm de profundidad en el área donde se desea evaluar el ɣd

42. Método del cono de arena .

43. Arena Ottawa = densidad aproximada 1.49 gr/cm 3 Tamaño máximo inferior a 2 mm Cu = 1.17 Cc = 0.99 Libre de partículas finas. Menos del 3% en peso de las partículas pasan la malla 60 Control de la compactación en obra Método del cono de arena .

44. Método del cono de arena .

45. Método del cono de arena . Son partículas subredondeadas o redondeadas

46. Método del cono de arena .

47. Método del cono de arena .

48. Método del cono de arena .

49. Control de la compactación en obra Método del globo de hule . Se realiza un agujero de prueba y se determina el peso húmedo del suelo retirado del agujero, así como su contenido de humedad. El volumen del agujero se determina introduciendo un globo de hule lleno con agua de un recipiente calibrado, del cual el volumen se lee directamente. El peso específico seco del suelo compactado se determina con la misma ecuación que en el método del cono de arena.

50. Control de la compactación en obra Método del globo de hule .

51. Control de la compactación en obra Método nuclear . Se realiza por medio de un densímetro nuclear. El principio de operación es que los suelos más densos absorben más radiación que los suelos sueltos. Permiten determinar tanto la densidad total así como el contenido de humedad. El densímetro se coloca en el suelos a evaluar y se enciende. Los rayos gamma penetran en el suelo y según sea el número de huecos que existan, un numero de rayos se reflejan y vuelven a la superficie.

52. Control de la compactación en obra Método nuclear .

53. Control de la compactación en obra Método nuclear .

54. EJERCICIOS