REPUBLICA BO IVARINA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LAS FUERZAS ARMADAS

NUCLEO: MIRANDA

EXTENSIÓN: STA. TERESA

SECCIÓN: ICD1_01_5S

CATEDRA: MECÁNICA DE LOS SUELOS

Alumnos:

Blanco Andrés

García Zurimar

Anyuri Porras

Daniel Hernández

COMPACTAC

IÓN

DE LOS

SUELOS

Santa Teresa 01 de Abril de 2011

Índice

Introducción 01

Que es compactación de suelos 02

Importancia de la compactación de suelos 02

Aplicación de la compactación de suelos 02

Objetivos de la compactación de los suelos 02

De que dependen los métodos usados en las compactaciones de suelos

02

MEDIDA DE LA COMPACIDAD DEL SUELO 03

MÉTODO PROCTOR 03

Penetrómetro Proctor 03

Energía de compactación 03

Curva de compactación 03

Tipos de suelos 04

Máquinas de compactación 05

Beneficios de la compactación de los suelos 06

Conclusión 07

Bibliografía 08

Introducción

Para las finalidades de este trabajo la compactación es un proceso mecánico destinado a mejorar las características de comportamiento de los materiales térreos que constituyen la sección estructural de fines diversos como lo pueden ser, carreteras, autopistas, urbanismos, entre otros.Es por esto que en este trabajo abarcaremos los conceptos que componen la compactación de suelos para así comprender mejor su funcionabilidad y procesos, además de los beneficios que este proceso genera en los terrenos a emplear.

Que es compactación de suelos

La compactación de suelos es el proceso artificial por el cual las partículas de suelo son obligadas a estar más en contacto las unas con las otras, mediante una reducción del índice de vacíos, empleando medios mecánicos, lo cual se traduce en un mejoramiento de sus propiedades ingenieriles.

Importancia de la compactación de suelos

La importancia de la compactación de suelos estriba en el aumento de la resistencia y disminución de la capacidad de deformación que se obtiene al someter el suelo a técnicas convenientes, que aumentan el peso específico seco, disminuyendo sus vacíos.

Aplicación de la compactación de suelos

Por lo general, las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales tales como cortinas de presas de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, bordes de defensas, muelles, pavimentos, etc.

Objetivos de la compactación de los suelos

Debe tener suficiente resistencia para soportar con seguridad su propio peso y el de la estructura o las cargas de las ruedas.

No debe asentarse o deformarse tanto, por efecto de la carga, que se dañe el suelo o la estructura que soporta.

No debe ni retraerse ni expenderse excesivamente

Debe conservar siempre su resistencia e incompresibilidad

Debe tener la permeabilidad apropiada o las características de drenaje para su función.

De que dependen los métodos usados en las compactaciones de suelos

Los métodos empleados para la compactación de suelos dependen del tipo de materiales con que se trabaje en cada caso; en los materiales puramente friccionantes como la arena, los métodos vibratorios son los más eficientes, en tanto que en suelos plásticos el procedimiento de carga estática resulta el más ventajoso. En la práctica, estas características se reflejan en el equipo disponible para el trabajo, tales como: plataformas vibratorias, rodillos lisos, neumáticos o patas de cabra.

MEDIDA DE LA COMPACIDAD DEL SUELO.

Se califica la compacidad por la comparación cuantitativa de las densidades secas o pesos unitarios secos del suelo va adquiriendo gradualmente, al variar la humedad, la energía o el método de compactación.

MÉTODO PROCTOR.

Consiste en compactar el material dentro de un molde metálico y cilíndrico, en varias capas y por la caída de un pistón. Existen dos variaciones del método Proctor.

a) Proctor estándar o normal, con pistón de 5 ½ lbs, h = 12’’, N = 25 golpes y 3 capas a compactar. El molde de = 4’’ y volumen 1/30 ft3.

b) Proctor modificado, con pistón de 10 lbs, h = 18’’, N = 25 golpes, y compactando en 5 capas, con el mismomolde.

Penetrómetro Proctor. Herramienta que se hinca a mano. Se trata de una aguja o varilla con un dispositivo para medir la fuerza requerida (en libras), para que la penetre (variable en tamaño y forma) profundice en el suelo 3’’por lo general. La operación se hace en laboratorio y en campo,

simultáneamente, para comparación de d, o de la humedad si se quiere. (No debe existir grava en el suelo).

Energía de compactación. La calidad de la compactación depende de: Contenido de humedad, método de compactación y energía de compactación. En el ensayo proctor, la energía específica Ee, está dada por:

Ee= n*N*W*h/vSiendo N = # de capas; n = # de golpes; W = peso del pistón; h = altura de caída del pistón; V = volumen delmolde y muestra.

Curva de compactación

Esta curva da la variación, d y , que se obtiene en laboratorio. La densidad seca (y también el d) va variando al modificar la humedad, , de compactación.

dmaxال

La curva de saturación, o de contenido de aire nulo, es dibujada como auxiliar para el análisis, es teórica y no depende de los resultados del ensayo. La ecuación es:

d= Gs*w

_______ 1+ * Gs

S

Gs : Grado de saturación

w :Humedad del suelo: Peso unitario del aguaGs : Gravedad específica

Tipos de suelos

Suelos Cohesivos: Son suelos arcillosos y limosos o sea material de grano muy fino, y la compactación se produce por la reorientación y por la distorsión de los granos y sus capas absorbidas. Esto se logra por una fuerza que sea lo suficientemente grande para vencer la resistencia de cohesión por las fuerzas entre las partículas.

Suelos No Cohesivos (granular): Son suelos compuestos de rocas, piedras. gravas. y arenas, o sea suelos de granos gruesos. En el caso de suelos granulares el proceso de compactación más adecuado resulta el de la vibración, pero debe tenerse en cuenta, como ya se sabe, que el comportamiento de los suelos gruesos depende mucho de la granulometría. Se requiere una fuerza moderada aplicada en una amplia área, o choque y vibración. La compactación eficiente en los suelos cohesivos requiere presiones más altas para los suelos secos que para los húmedos, pero el tamaño del área cargada no es crítico. La eficiencia se mejora aumentando la presión durante la compactación a medida que el peso específico y la resistencia aumenta.

Suelos Mixtos: En la naturaleza la mayoría de los suelos están compuestos por una íntima mezcla de partículas de muchísimos tamaños.

Máquinas de compactación

Por presión estática: Apisonadoras clásicas de rodillos lisos, rodillos patas de cabra. Compactadores de ruedas neumáticas. Apisonadoras clásicas de rodillos lisos. En estas apisonadoras la característica más importante es la preside que ejercen sobre el terreno. Se considera un área de contacto en función del diámetro de los rodillos, peso de la máquina y tipo de suelo, a través del cual se transmite la preside estática. Estas máquinas, aunque muy empleadas, la verdad es que su efecto de compactación alcanza muy poca profundidad en suelos coherentes

Por impacto: algunas máquinas de compactación que trabajan según el principio de impacto: Placas de caída libre. Pisones de explosión.

Placas de caída libre: Se trata de unas places de hierro de superficie de contacto lisa de 0,5 m2, de forma rectangular y con un peso que oscila entre las 2 y 3 Tm., las cuales se eleven mediante cables hasta una altura de 1,5 a 2 m. sobre el suelo y se les deja caer libremente sobre el mismo. Para ello se necesita una maquina adicional tal como una excavadora, grúa, etc. La preside de contacto que produce la caída es muy alta y comprime en combinación con una cierta sacudida hasta los suelos pesados, rocosos. Es únicamente en la compactación de roca donde puede ser interesante.

Pisones de explosión: Este tipo de maquina se levanta del suelo debido a la explosión de su motor, que por reacción contra el mismo produce la suficiente fuerza ascendente pare elevar toda ella unos 20 cm. Al caer ejerce un segundo efecto compactador dependiente de su peso y altura de elevación. Estos pisones son muy apropiados pare suelos coherentes, aunque también den resultado con otra clase de materiales. Son muy buenos pare la compactación de zanjas, bordes de terraplenes, cimientos de edificios, etc.

Por vibración: Placas vibrantes. Rodillos vibratorios. Hoy día es quizá la maquina más utilizada. En los últimos años ha sido tal el número de tipos y marcas disponibles en el mercado, que casi resulta materialmente imposible conocerlas todas. Se han empleado en la compactación de toda clase de suelos sin distinción: bases granulares artificiales, sub-bases naturales, suelo cementos, rellenos rocosos, asfaltos, arcillas, arenas, etc.,

y naturalmente, el éxito ha sido variable. Hay que considerar primordialmente los efectos de resonancia. Esta es función, por una parte, de la composición o tipo del terreno, contenido de humedad del mismo, etc., y por otra, del propio vibrador. Es decir, que lo importante es la adecuación de frecuencia de resonancia del suelo y de la mesa del vibrador.

Beneficios de la compactación de los suelos

Aumenta la capacidad para soportar cargas: Los vacíos producen debilidad del suelo e incapacidad para soportar cargas pesadas. Estando apretadas todas las partículas, el suelo puede soportar cargas mayores debido a que las partículas mismas que soportan mejor.

Impide el hundimiento del suelo: Si la estructura se construye en el suelo sin afirmar o afirmado con desigualdad, el suelo se hunde dando lugar a que la estructura se deforme (asentamientos diferenciales). Donde el hundimiento es más profundo en un lado o en una esquina, por lo que se producen grietas o un derrumbe total.

Reduce el escurrimiento del agua: Un suelo compactado reduce la penetración de agua. El agua fluye y el drenaje puede entonces regularse.

Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo: Si hay vacíos, el agua puede penetrar en el suelo y llenar estos vacíos. El resultado sería el esponjamiento del suelo durante la estación de lluvias y la contracción del mismo durante la estación seca.

Impide los daños de las heladas: El agua se expande y aumenta el volumen al congelarse. Esta acción a menudo causa que el pavimento se hinche, y a la vez, las paredes y losas del piso se agrieten. La compactación reduce estas cavidades de agua en el suelo.

Conclusión

Al considerar que los suelos compactados han de tener una vida larga, conservando básicamente sus características, se comprende que alguno de los objetivos anteriores podrá ser inclusive contradictorio consigo mismo. Por ejemplo, un suelo fino intensamente compactado podrá ser poco deformable, pero si absorbe agua, su deformabilidad puede hacerse extrema, de manera que el esfuerzo al compactarlo pueda resultar altamente contraproducente, dando lugar a un suelo aún más deformable que en su estado natural.

Cuando por compactar de más un suelo se le hacen adquirir características indeseables, se dice que el suelo ha sido sobrecompactado. El convertir a los suelos finos en altamente expansivos a costa del dinero y el esfuerzo que representa la compactación es uno de los pecados más frecuentes, pero no el único, de la sobrecompactación.

En suma debe concluirse que no existe una relación fija entre la compactación que se da a un suelo y los resultados obtenidos, mucho habrá de depender de las circunstancias futuras en que la obra se desenvuelva y la consideración que se haga de tales circunstancias al planear el proceso de compactación.

Bibliografía

http://www.galeon.com/geomecanica/cap14.pdf

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/03_clases_catedra/clases_catedra_ms2/ms2/compactacion_suelos.pdf