compactación 1

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Compactación 1Compactación 1

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  • COMPACTACICOMPACTACIN DE SUELOSN DE SUELOS

    Conceptos bConceptos bsicossicos

    Factores que influyen en la compactaciFactores que influyen en la compactacinn

    Efecto de la compactaciEfecto de la compactacin en las propiedades de n en las propiedades de los sueloslos suelos

    Ensayos de compactaciEnsayos de compactacin en laboratorion en laboratorio

    CompactaciCompactacin en obran en obra

    Control de CompactaciControl de Compactacinn

  • Terraplenes (estructuras de tierra)

    Presas DE TIERRA

    Pavimentos

    Escolleras, muelles

    Rellenos de terrenos

    Mejoramiento de suelos (estabilizacin)

    Remoldeo de muestras de laboratorio

    CONCEPTOS BSICOS

  • Proceso de aplicacin de energa mecnica al suelo para disminuir su volumen por reduccin de relacin de vacos debido a eliminacin del aire de los poros

    CONCEPTOS BSICOS

  • Objetivo:

    Mejorar propiedades mecnicas de los suelos

    Generar a partir de un suelo un material con propiedades mecnicas apropiadas

    CONCEPTOS BSICOS

  • Caractersticas Fsicas:

    Reduccin de e =>Aumento de

    Caractersticas Mecnicas

    Aumento de la resistencia

    Disminucin de la deformabilidad

    Disminucin de la conductividad hidrulica

    CONCEPTOS BSICOS

  • Tiempo muy breve => condicin no drenada

    Disminucin de volumen de vacos por eliminacin de aire => Reduccin de volumen de aire

    Proceso de compactacin => Suelos o Materiales no saturados

    CONCEPTOS BSICOS

  • FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIN

    Proctor (1933): Prueba de laboratorio se compacta suelo por impacto variando contenido de humedad

    Factores que influyen en la compactacin:

    Contenido de humedad

    Energa especfica de compactacin (Energa aplicada por unidad de volumen)

    Tipo de suelo

    Mtodo de compactacinpor impacto en laboratorio

    por amasado y vibrado en campo

  • 17,0

    17,5

    18,0

    18,5

    19,0

    19,5

    4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

    Contenido de Humedad (%)

    P

    e

    s

    o

    E

    s

    p

    e

    c

    f

    i

    c

    o

    S

    e

    c

    o

    (

    k

    N

    /

    m

    3

    )

    Suelo SC (Salto)

    Experimento

    ptimo

    Aumenta Aumenta d Aumenta Disminuye d

    Existe una para dmx

    dmx o Peso Unitario Seco Mximo (PUSM)

    umedad ptima (pt)

    FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIN

  • Causas del comportamiento d -

    Para < pt: Suelo muy seco => Succin elevada => Baja eficiencia de compactacin

    Aumenta => disminuye Succin => Mejora eficiencia de compactacin

    Para > pt: Suelo casi saturado => Poco aire a eliminar Baja eficiencia de compactacin

    Para = sat: No es posible compactar

    FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIN

  • Influencia de la energa especfica de compactacinEnerga 2 > Energa 1

    FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIN

  • Curva de 100% de saturacin

    Curva donde se alcanza la humedad de saturacin para cada peso especfico seco (relacin de vacos)

    A mayor d => menor e => menor sat

    En particular, para S = 100, con w en %

    Igualmente se definen curvas para otros grados de saturacin (S)

    FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIN

    S

    G1

    G

    S

    G1

    s

    ws

    s

    solidosd

    +

    =

    +

    =

    100

    G1

    Gs

    wsdsat

    +

    =

  • Influencia de la energa especfica de compactacinEnerga 2 > Energa 1

    FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIN

  • Curva de 100% de saturacin

    Por encima de la curva de 100% de saturacin: zona donde no es posible compactar suelo por mayor que sea energa especfica

    Distancia entre opt y sat: indica que suelo compactado al mximo igual tiene aire => con la compactacin no es posible expulsar todo el aire de los vacos

    FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIN

  • Cuanto ms fino el suelo mayor opt

    Cuanto ms grueso el suelo mayor dmxSuelos mal graduados: mximo poco definido

    Influencia del tipo de suelo

    Arenas: hptima mal definida

    Limos y arcillas

    Desagregado Fm. ArapeyDescompuesto Fm. ArapeyGrava Fm. SaltoArena SP

    FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIN

    15

    16

    17

    18

    19

    20

    21

    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26Humedad (%)

    P

    e

    s

    o

    E

    s

    p

    e

    c

    f

    i

    c

    o

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    e

    c

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    k

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    /

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    3

    )

    15

    16

    17

    18

    19

    20

    21

    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26Humedad (%)

    P

    e

    s

    o

    E

    s

    p

    e

    c

    f

    i

    c

    o

    S

    e

    c

    o

    (

    k

    N

    /

    m

    3

    )

  • Influencia de la compactacin sobre la estructura de los suelos finos

    EFECTOS DE LA COMPACTACIN EN LAS PROPIEDADES DEL SUELO

  • Influencia de la compactacin sobre la permeabilidad de

    los suelos finos

    EFECTOS DE LA COMPACTACIN EN LAS PROPIEDADES DEL SUELO

    rama seca rama

    hmeda

    rama seca rama

    hmeda

  • Influencia de la compactacin en el

    comportamiento tensin-deformacin de los suelos finos

    EFECTOS DE LA COMPACTACIN EN LAS PROPIEDADES DEL SUELO

  • Ensayos de Compactacin de Laboratorio

    Dinmicos (impacto): Ensayo Proctor

    Amasado: Ensayo Mini-Harvard (Wilson, 1950)

    Estticos: Edmetro (muestra remoldeada)

    Vibracin (arenas)

  • Ensayo de Compactacin Proctor (1933)ASTM D 698-78; AASHTO T 99-86 T180-10

    Objetivo: Determinar relacin d de suelos o materiales granulares compactando en moldes por impacto de masa

    Moldes metlicos rgidos cilndricos:

    Dimetro interior 4,0 in. (101,6 mm); capacidad 944 cm3 (1 lt.) para suelos con tamao mximo 4,75 mm (pasa tamiz #4)

    Dimetro interior 6,0 in. (152,4 mm); capacidad 2124 cm3 para suelos con tamao mximo in.

    Ensayos de Compactacin de Laboratorio

  • Ensayo de Compactacin ProctorASTM D 698-78; AASHTO T 99-86 - T 180-10

    Ensayos de Compactacin de Laboratorio

  • Ensayo de Compactacin Proctor Normal

    Mtodo: Compactar en 3 capas de igual espesor

    25 golpes capa en molde de 4 in.

    12 pulgadas de altura de cada

    5,5 libras

    Energa especfica: 6,03 kg.cm/cm3

    Mnimo 5 moldes con muestras preparadas con diferentes contenidos de humedad inicial

    AASHTO T 99-86

    Ensayos de Compactacin de Laboratorio

  • Ensayo de Compactacin Proctor Modificado

    Mtodo: Compactar en 3 capas de igual espesor

    56 golpes capa en molde de 4 in.

    18 pulgadas de altura de cada

    10 libras

    Energa especfica: 27,4 kg.cm/cm3

    Mnimo 5 moldes con muestras preparadas con diferentes contenidos de humedad inicial

    AASHTO T 180-10

    Ensayos de Compactacin de Laboratorio

  • Ensayos de Compactacin de Laboratorio

  • Ensayo de Compactacin Proctor ModificadoASTM D 1557-78; AASHTO T 180-86

    Objetivo: Determinar relacin de suelos o materiales granulares compactando en moldes por impacto con masa de 10 lb(4,54 kg) y cada libre de 18 in. (457 mm)

    Moldes metlicos rgidos cilndricos:

    Dimetro interior 4,0 in. (101,6 mm); capacidad 944 cm3 (1 lt.) para materiales con tamao mximo 4,75 mm (pasa tamiz #4)

    Dimetro interior 6,0 in. (152,4 mm); capacidad 2124 cm3. para materiales con tamao mximo in.

    Ensayos de Compactacin de Laboratorio

  • Ensayo de Compactacin Proctor Modificado

    Mtodo: Compactar en 5 capas de igual espesor

    25 golpes x capa en molde de 4 in. (Proctor Normal)

    56 golpes x capa en molde de 6 in. (Proctor Modificado)

    Energa especfica: 27,2 kg.cm/cm3

    Mnimo 5 moldes con muestras preparadas con diferentes contenidos de humedad

    Ensayos de Compactacin de Laboratorio

  • Razn: los suelos granulares se compactan por vibrado ms que por amasado

    Mtodo: Compactar en 5 capas de igual espesor

    25 golpes x capa en molde de 4 in.

    56 golpes x capa en molde de 6 in.

    Energa especfica: segn norma, se dan golpes laterales al molde con martillo de goma

    Mnimo 5 moldes con materiales preparados con determinado por norma

    Se determina PUSmx y PUSmn

    Ensayo de Compactacin suelos granulares

    Ensayos de Compactacin de Laboratorio

  • Compactacin en obra

    Parmetros: dmx y pt de ensayo Proctor

    Dificultades:

    compactacin en campo compactacin en laboratorio

    Proceso de agregado de agua o secado => campo pt

    d alcanzado en campo difcilmente coincide con dmx de laboratorio

  • Grado de Compactacin (Gc)

    Control de obra por Grado de compactacin

    Se establece Gc mnimo admisible en funcin de importancia y tipo de obra

    Dificultades:

    Inadecuado para arenas uniformes (compacidad relativa)

    No representa estructura y propiedades mecnicas adecuadamente

    No permite comparar materiales diferentes

    100(%) =dmx

    dcG

    Compactacin en obra

  • Control de Compactacin en obra

    Mtodos destructivos

    Cono de Arena

    Aceite

    Baln de goma (ASTM D 2167-94)

    Mtodos no destructivos

    Densmetro nuclear (ASTM D 2922-91)

    Densmetro de ultrasonido

    Compactacin en obra

  • Mtodo del Cono de ArenaASTM D 1556-90; AASHTO T 191

    Compactacin en obra

  • Compactacin en obra

  • Mtodo del Cono de Arena

    Pi: (Peso del botelln + Cono + Arena)inicial Pf: (Peso del botelln + Cono + Arena)final Pc: Peso de arena que llena el cono

    )arena(d

    cfipozo

    PPPV

    =

    hueco

    suelosuelo V

    P=

    Compactacin en obra

    Arena estandarizada, lavada y secada en horno hasta masa constante. Se utiliza arena de Ottawa, (pasa por # 20 ASTM (0,85 mm.) y retenida en # 30 ASTM (0,60 mm.).

  • La humedad del suelo se determina colocando una fuente de neutrones rpidos y un detector de neutrones lentos, sobre o adyacentes al suelo que ser ensayado. Los neutrones rpidos emitidos por la fuente son frenados por los tomos de hidrgeno del agua del suelo, de manera que el detector cuenta los neutrones lentos que llegan. De esta forma, se puede establecer una relacin entre humedad y conteo nuclear acumulado durante un cierto perodo.

    Las hiptesis principales en que se basa este mtodo son: que el hidrgeno presente se encuentra combinado con el agua y que el material de ensayo es uniforme.

    Los resultados del ensayo pueden ser afectados por la composicin qumica de los componentes del suelo, por la falta de uniformidad de la muestra y en menor escala, por la densidad y la textura superficial del material de ensayo.

    Mtodo del Densmetro Nuclear

    Compactacin en obra

  • Compactacin en obra

    Mtodo del Densmetro Nuclearwww.directindustry.com.mx/ buscar: densmetro nuclear

    Calibracin del densmetro: se realiza mediante prueba con material similar en laboratorio, comparando con otros mtodos directos.

    Muchos equipos no advierten sobre la necesidad de esta calibracin.

    Resultados: humedad y densidad, los aparatos ms modernos los dandirectamente y a veces tambin el contenido de aire.