Compactación

Compactación de los Suelos:

En la construcción de terraplenes de carreteras, presas de tierra y muchas otras estructuras de ingeniería, los suelos sueltos deben ser compactados para aumentar sus pesos unitarios. La compactación aumenta las características de resistencia de los suelos, incrementando de este modo la capacidad de carga de las cimentaciones construidas sobre ellos. La compactación también disminuye la cantidad de solución no deseada de las estructuras y aumenta la estabilidad de los taludes de los terraplenes. En el proceso de la compactación del suelo generalmente se utilizan rodillos de ruedas lisas, rodillos compactadores de suelo, rodillos neumáticos de goma y rodillos vibratorios. Los rodillos vibratorios se utilizan sobre todo para la densificación de los suelos granulares.
En este capítulo vamos a discutir lo siguiente:

• Pruebas de compactación en laboratorio para el desarrollo de especificaciones para la compactación del terreno.
• Procedimientos de compactación de campo y selección de equipos de compactación.
• Relaciones empíricas para estimar la densidad/peso unitario seco máximo del suelo en base a pruebas de compactación de laboratorio.
• Procedimientos para determinar el grado de compactación en campo.
• Efecto de la compactación en las propiedades geotécnicas de los suelos de grano fino.

Principios generales de compactación

En general, la compactación es la consolidación del suelo por la eliminación de aire, lo que requiere energía mecánica. El grado de compactación de un suelo se mide en términos de su peso
unitario seco. Cuando se añade agua a la tierra durante la compactación, ésta actúa como agente
suavizante sobre las partículas del suelo. Éstas se deslizan una sobre la otra y se mueven en una
posición densamente empaquetadas.

Cuando el contenido de humedad se aumenta gradualmente y el mismo esfuerzo compactador se utiliza para la compactación, el peso de los sólidos del suelo en una unidad de volumen aumenta gradualmente.

Más allá de cierto contenido de humedad w = w2 cualquier aumento en éste tiende a reducir el peso unitario seco. Esto es debido a que el agua llena los espacios que han sido ocupados por las partículas sólidas. El contenido de humedad en el que se alcanza el peso unitario seco máximo generalmente se denomina contenido de humedad óptimo. La prueba de laboratorio utilizada generalmente para obtener el peso unitario seco máximo de compactación y el contenido óptimo de humedad se denomina prueba Proctor de compactación (Proctor, 1933).

Prueba Proctor Estándar y Modificada

En los siguientes vídeos se muestran el proceso de realización de las pruebas proctor estándar y modificada, ver detenidamente y comprarar los procedimientos, estableciendo las semejanza y las diferencias en el tema del foro.

Proctor Estándar:

Proctor Modificado:

Factores que afectan la compactación

Además del contenido de humedad, otros factores importantes que afectan la compactación son el tipo de suelo y esfuerzo de compactación (energía por unidad de volumen).

Efecto del tipo de suelo

El tipo de suelo, es decir, la distribución de tamaño de grano, forma con los granos del suelo el peso especifico del suelo, y la cantidad y tipo de minerales de arcilla presentes tiene una gran influencia en la unidad de peso seco máxima y el contenido de humedad óptimo. Lee y Suedkamp (1972) estudiaron las curvas de compactación de 35 muestras de suelo diferentes. Se observaron cuatro tipos diferentes de curvas de compactación

Efectos de esfuerzo de compactación:

Si se cambia el esfuerzo de compactación por unidad de volumen de suelo, la curva de peso unitario húmedo también cambiará.

En cuento al esfuerzo de compactación podemos llegar a dos conclusiones:

1. A medida que aumenta el esfuerzo de compactación, el peso unitario seco máximo de compactación también se incrementa.
2. A medida que aumenta el esfuerzo de compactación, el contenido óptimo de humedad se reduce en cierta medida.

Las declaraciones anteriores son verdaderas para todos los suelos. Sin embargo, tenga en cuenta que el grado de compactación no es directamente proporcional al esfuerzo de compactación

Ejemplo 5.1

Los datos de las pruebas de laboratorio para una prueba Proctor estándar se dan en la tabla. Encuentre el peso específico seco máximo y el contenido de humedad óptimo 

VER EL ARCHIVO DE EXCELL.

¿Como realizar los cálculos? ver primero este vídeo:

Realizar la practica No 6 depositada en el Economato.

Referencias:

Das, Braja (2015) Fundamentos de Ingeniería Geotecnica. Cengage Learning Editores, S.A. de C.V., Santa Fe  Colombia. cuarta Edición.