02 compactación de suelos (1)

8/16/2019 02 Compactación de Suelos (1)

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Curso

DISEÑO DE PAVIMENTOSMODERNOS

TEMA:COMPACTACIÓN DE SUELOS

ING. LUIS A. CHAVEZ RONCAL

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL


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Defnición

COMPACTACIÓN DE SUELOS

Es un proceso mecánico destinado a mejorar lascaracterísticas de comportamiento de losmateriales térreos que constituyen la secciónestructural de las carreteras, los ferrocarriles o las

aeropistas.

La compactación aumenta la densidad del suelo,mejora las propiedades ingenieriles del suelo. Lomas importante es el mejoramiento y los efectosresultantes sobre la masa de relleno.

Proceso mediante el cual se busca densicar unmaterial a una umedad particular


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Objetivos e !" co#$"ct"ción e s%e!os:COMPACTACIÓN DE SUELOS

!isminuir futuros asentamientos.

"umentar la resistencia al corte#

!isminuir la permeabilidad#


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&"cto'es (%e in)%*en en !" co#$"ct"ción es%e!os:


La naturale$a del suelos#

En primer lugar será preciso romper y modicar laestructura original que el suelo tenía en el lugar dedonde fue recogido% en segundo lugar, abrá queactuar sobre él, modicando la disposición oacomodo de sus grumos o partículas, para acerque el conjunto adopte la nue&a estructura, másdensa.

La energía de compactación#

La energía puede cuanticarse en términosabsolutos, aunque en forma apro'imada porra$ones prácticas, en ()* procesos decompactación en el laboratorio que impliquen el

+so de pruebas de impactos causados por la caídade un pisón.


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E+ectos e !" co#$"ct"ción e s%e!os:COMPACTACIÓN DE SUELOS


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M,too e co#$"ct"ción en e! c"#$o-Est.ticos/ A#"s"o/ vib'"ción e i#$"cto0


Est.ticos:Produce bajo la carga circulante tensiones conpredominio de lacomponente &ertical.

"plicación de esfuer$os &erticales que comprimen elsuelo.


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A#"s"o:Produce esfuer$os en dos sentidos, &ertical y ori$ontal,obligando al material a deformarse en más de unadirección.


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Vib'"to'io:Produce una rápida sucesión de impactos y, por lo tantode ondas de presión que se propagan en profundidad


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I#$"cto:Produce una onda de presión que se propaga aciaabajo produciendo mo&imiento relati&os entrepartículas. e alcan$a un esfuer$o mayor que elcorrespondiente al peso estático.

Ó


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E(%i$os * #"(%in"'i"s %ti!i1"os en !"co#$"ct"ción e s%e!os 2'"n%!"'es * fnos

/ 0ompactación &ibratorio 1tipo planca2/ 3odillo liso &ibratorio autopropulsado 4 5 67 ton.

/ 3odillo liso &ibratorio de tiro 4) 5 6() 8P

/ 3odillo neumático autopropulsado 9) 5 (7: 8P/ 3odillo pata de cabra &ibratorio autopropulsado *;

5 (*) 8P

/ 3odillo pata de cabra &ibratorio de tiro * 5 66 ton./ 3odillo tandem estático autopropulsado 7 5 (: ton.

/ ractor de tiro 64 5 (:* 8P.

/ 3odillo de tres ruedas autopropulsado :* 8P. 7 5


Ó


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Equipo de compactación manual

Ó


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Equipos di&ersos


Ó


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3odillo Liso,


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3odillo Liso#

Los rodillos lisos pueden operar en modo estático o enmodo &ibratorio. En el primer caso el peso propio más ellastre ace que en la generatri$ de contacto con elmaterial, se ejer$a una presión destinada a densicar el

material.uelos >ranulares con pocos nos


Ó


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3odillo Pata de 0abra#

Las protuberancias producen un pun$onado en elmaterial suelto, con despla$amiento y densicacióndebajo de cada una de ellas cuando entran en contactocon el mismo.

Para suelos# "; / "4 1suelos nos y plásticos, arcillas ylimos2


CO C C Ó S OS


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3odillo Pata de 0abra con cucara




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3odillo =eumáticos0onsiste en un equipo dotado de ruedasneumáticas lisas, de un anco de banda superior alde un neumático de un &eículo de carga.e usan para suelos granulares con nos pocoplásticos, en

donde no e'istan grumos para disgregar.




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3odillo =eumáticos

0onsiste en un equipo dotado de ruedas neumáticaslisas, de un anco de banda superior al de un neumáticode un &eículo de carga.El connamiento que produce cada neumático, permitereali$ar tareas de terminación de compactación.Esta tarea abitualmente se denomina en obra como?compactación de sellado@ o simplemente ?sellado@.




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E!ección e! #,too

S%e!os 2'"n%!"'es: e compactan mejor por &ibración.

La &ibración reduce las fuer$as de fricción, dejando quelas partículas se acomoden por su propio peso.

S%e!os co3esivos# se compactan mejor por amasado eimpacto. La tendencia de estos suelos es a laminarse yagrumarse, por lo que &ástagos penetrando en el mismoson la mejor opción para su compactación.




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Reco#en"ciones:

0ontrolar la densidad alcan$ada en el terreno.

!enir los equipos de compactación másadecuados para esos materiales.

!enir los espesores de capa y

!enir el nAmero de pasadas del equiposeleccionado para cumplir con las especicacionestécnicas de densidad seca.




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Es$ecifc"ciones t,cnic"s $"'" co#$"ct"ción es%e!os * "2'e2"os

Buestreo de suelos# obtención de muestras inalteradas

Las muestras de suelo inalteradas son aquellas quedeberán tomarse con precauciones, generalmentelabrando la muestra en una oquedad que se practiqueen la pared del po$o, la misma que deberá protegerse

contra perdidas de umedad en una o &arias capas demanta impermeabili$ada.




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Cont'o! e co#$"ct"ción

El control de la obra nal se reali$ará a tra&és de

determinaciones de los parámetros densidad seca yumedad de compactación de los rellenoscolocados.

La forma mas eca$ de controlar la compactaciónes el acer el uso de otros ensayos como#• Bétodo 0ono de "rena 1"B ! (::92.• Bétodo del lobo de 8ule 1"B

! 6(942.• Bétodo =uclear 1"B ! 6C66 y ! 7)(42.




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Ens"*o e co#$"ct"ciónCOMPACTACIÓN DE SUELOS

Ensayo de densidad natural mediante el cono de arena.



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Ens"*o e co#$"ct"ciónCOMPACTACIÓN DE SUELOS

Ensayo de densidad natural mediante el cono de arena.



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Cont'o! e 3%#e" * ensi"

Los métodos de compactación para el control de laumedad y la densidad a usar son los siguientes#•Ensayo de 0ompactación Proctor Estándar "B !9C*.•Ensayo de 0ompactación Proctor Bodicado "B! (::4




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Ensayo de 0ompactación Proctor Estándar y ProctorBodicado




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Ensayo de 0ompactación Proctor Estándar "B !9C*Dr masa del martillo :.: lb8 altura de caída del martillo (6 in ( ft=b nAmero de golpes por capas 6: E 4 56/789

Lb+t;+t7=l nAmero de capas 7< &olumen del molde cm7 (F7) ft7• S%e!o " Uti!i1"':




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Ensayo de 0ompactación Proctor Estándar "B !9C*




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Ensayo de 0ompactación Proctor Bodicado "B! (::4Dr masa del martillo () lb8 altura de caída del martillo (* in (.: ft=b nAmero de golpes por capas 6: E 4 9


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Ensayo de 0ompactación Proctor Bodicado "B! (::4


Est"bi!i1"ción e s%b'"s"ntes e b"j" c"$"ci"COMPACTACIÓN DE SUELOS


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Est"bi!i1"ción e s%b'"s"ntes e b"j" c"$"ci"e so$o'te:

C>R ? @Est"bi!i1"ción

0onjunto de procesos físicos, químicos, y físico/químicos tendientes a modicar las propiedades delos suelos que interesan para un determinado uso

en ingeniería, aciendo que el material ?suelo@ seaadecuado para la utili$ación pre&ista reempla$andoa otros materiales no !GPH=GILE o BJ0HHH




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E'isten &arios medios para mejorar la condición de unsuelo que a de ser utili$ado para este tipo deconstrucciones.

"0 P'ocei#ientos #ec.nicos -co#$"ct"ción0

b0 P'ocei#ientos (%#icos -est"bi!i1"ciones0

c0 P'ocei#ientos +sicos




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"0 P'ocei#ientos #ec.nicos -co#$"ct"ción0:• "masado 1rodillos pata de cabra2• Gmpactos de carga 1pisones2• Presión estática 1rodillos lisos y neumáticos2•


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b0 P'ocei#ientos (%#icos -est"bi!i1"ciones0:• 0al• 0emento Portland• 0eni$a


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c0 P'ocei#ientos +sicos:• Be$cla 1suelo con suelo2• 0onnamiento 1suelos friccionantes2• 0onsolidación pre&ia 1suelos nos arcillosos2•


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•+so de 0al y materiales pu$olánicos para nes deestabili$ación y formación de materialescementicios inicia con el comien$o de nuestra

istoria.

8ace más de :))) aos se construyeron laspirámides de ensi en el ibet.

0ina e Gndia icieron fundaciones masi&as depuentes y cámaras subterráneas




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Para dico proceso tenemos 7 posibilidades#• "ceptar el material como está, tomando

realistamente su calidad en el diseo efectuado.

• Eliminar el material insatisfactorio,substituyéndolo por otro de característicasadecuadas.

• Bodicar las propiedades del material e'istente,para acerlo capa$ de cumplir mejoresrequerimientos.




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Para dico proceso tenemos 7 posibilidades#• "ceptar el material como está, tomando

realistamente su calidad en el diseo efectuado.

• Eliminar el material insatisfactorio,substituyéndolo por otro de característicasadecuadas.

• Bodicar las propiedades del material e'istente,para acerlo capa$ de cumplir mejoresrequerimientos.




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C>R ? @0arta de relación 0I3 / M




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C>R ? @

Las propiedades de los suelos que másfrecuentemente se estudian en problemas deestabili$ación son#

• Estabilidad


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C>R ? @

ESTA>ILIDAD VOLUMBTRICA

• Problemas relacionados con los suelos e'pansi&ospor cambios de umedad.

• e trata de transformar la masa e'pansi&a en unamasa rígida, con la$os fuertes de unión pararesistir las presiones de e'pansión, esto se logra

con tratamientos químicos o térmicos




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C>R ? @

RESISTENCIA

• En pos de mejorar este parámetro en los suelosson muy utili$ados los métodos mecánicos y los

químicos especialmente con cemento, cal oaditi&os.

• Es muy importante el contenido de materia

orgánica, ya que estos no permiten una buenaestabili$ación de las subrasantes




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C>R ? @

PERMEA>ILIDAD

• Es un parámetro modicable mediante métodoscomo la compactación y las inyecciones

principalmente, y generalmente las reduccionesde éste parámetro no &an ligados con la &ariaciónde la estabilidad &olumétrica o la resistencia




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C>R ? @

COMPRESI>ILIDAD

• La compactación es una forma rutinaria deestabili$ación que modica fuertemente la

compresibilidad de los suelos




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C>R ? @

DURA>ILIDAD

• e reere a la resistencia al interperísmo, a laerosión, o a la abrasión del tráco% de esta

manera se asocia generalmente a problemassituados cercanos a la supercie de rodamiento




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C>R ? @

Hbjeto de reali$ar la estabili$ación de subrasantes#

• Ele&adas cargas y frecuencias del tránsito• "lto costo de transporte• "gotamiento de los depósitos• 3estricción para e'plotación 5ambiental• Gnseguridad para operar canteras• 0arencia de granulares

CO C C Ó SU OS



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C>R ? @

Problemas de la subrasantes#

• >3"=+L"3E#(.Gmpermeabilidad

6.0oesión

• 0H8EG


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C>R ? @C"!:

Iusca reducir laplasticidad delsuelo.

=o pretendedesarrollarresistencias altas.

Iusca que lascaracterísticasrelati&as aestabilidad y

durabilidad seansucientes

La cal se usa en suelos que contienen componentesminerales de arcilla. La reacción entre el mineral de la

arcilla y la cal, es la que produce el efecto de



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s "b "c ó e s%b "s" es e b"j" c"$"c "e so$o'te:

C>R ? @C"!:

&%nción:

• Bejorar la resistencia a esfuer$os cortantes dela capa estabili$ada, proteger las capas

subyacentes y subrasantes naturales de sersobreesfor$adas



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j $e so$o'te:

C>R ? @

C"!:

•Pro&oca en los suelos arcillosos una notabledisminución de plasticidad

•Entrega mayor trabajabilidad en las operaciones deconstrucción•"porta buenas supercies de trabajo para losequipos de construcción

• e puede utili$ar la cal para cambiar laspropiedades del suelo 1modicación2 o para elmejoramiento a largo pla$o 1estabili$ación2.



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j $e so$o'te:

C>R ? @

C"!:

• iene denidas aplicaciones en el campo &ial.

• Bodica características indeseables y perjudicialesde los suelos arcillosos.

• Produce una acción cementante adicional.

• Lenta pero gradual ganancia de resistencia



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j $e so$o'te:

C>R ? @

C"!:

• obre suelos granulares, que contienen menosdel :)N de binder 1pasa =o. ;)2 y son tratados

con Nentre el 6 y el ;.

• obre materiales arcillosos, para mejorarsubrasantes. e tratan entre el ; y *N.



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j $e so$o'te:

C>R ? @

Ce#ento:

En principio cualquier cemento puede utili$arse enla estabili$ación de suelos, sin embargo el

mayormente empleado es el GPH G, además es elque permite a la me$cla de suelo/cementoalcan$ar mayor resistencia por su contenido dealuminato tricálcico y sulfato de calcio.



54/58

j $e so$o'te:

C>R ? @

Ce#ento:

Kunción#• "yuda a incrementar la resistencia de los suelos

y la resistencia decrece con el tiempo decurado.



55/58

j $e so$o'te:

C>R ? @

Ce#ento:• El suelo/cemento

es una me$claíntima de suelo,

con&enientementepul&eri$ado, condeterminadasproporciones deagua y cementoque se compacta ycura para obtenermayor densidad.



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j $e so$o'te:

C>R ? @

Ce#ento:

• La cantidad de cemento puede &ariar entre el 6 y6: por ciento del peso seco de la me$cla. El

promedio es del () N y se procura que no pasedel (:N por ra$ones económicas.



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e so$o'te:C>R ? @

Ce#ento:

0emento requerido en función de la clasicación""8H



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e so$o'te:C>R ? @

Ce#ento:

• uelo modicado con cemento.• uelo cemento plástico.• >ra&a cemento.• uelo/cemento

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