Compactacion g6d6z

COMPACTACIÓN DE SUELOS INTRODUCCIÓN PROCESO DE CONSTRUCCIÓN

BASE DE LA INDUSTRIA DE CONSTRUCCIÓN

PERMITE DENSIFICACIÓN MAS EFICAZ DE LOS SUELOS

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

HISTORIA

SIGLO XIX

Rodillos tirados por caballos o bueyes

SIGLO XVIII

COMIENZOS

Rebaños de ganado ovino y vacuno

Apisonadoras a vapor fabricadas en Francia. ( No dieron resultado).

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

En Alemania se empezó a utilizar la compactación vibratoria, fabricados por la empresa Losenhausenwerk

Primeros rodillos de pata de cabrafabricados en CaliforniaEstados Unidos : Pioneros en el desarrollo de la ingeniería de compactación de suelos.

AÑOS 1904-1906

Primeros rodillos autopropulsa dos y remolcados por tractores.

AÑO 1930

SIGLO XIX

HISTORIA

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MATERIALES Los suelos en su estado natural, NO es UNIFORME y su COMPORTAMIENTO puede predecirse por medio de estudios de acuerdo a los tipos de suelos existentes (ensayos). 

GRAVAS: Material granular cuyas partículas poseen diámetro mayor de 2,54 mm (No. 4) – simple vista , es permeable–

 ARENAS:

Partículas de material granular cuyo diámetro está comprendido entre 2,54 y 0,05 mm – su tacto es granoso y su resistencia NO se ve afectado por la humedad, es permeables

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MATERIALES 

LIMOS: Material fino cuyas partículas poseen diámetro menor de 0,05 mm – en estado seco presentan apariencia harinosa, se rompe fácilmente con los dedos (por falta de cohesión entre los granos), es permeable –

 ARCILLAS:

Material fino cuyas partículas poseen diámetro menor de 0,05 mm , formada por partículas microscópicas coloidales como escamas, que proporcionan las propiedades plásticas- Altamente resistente en estado seco- No tiene fricción interna, propensa al deslizamiento, encogimientos y expansiones

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MATERIALES 

MATERIA ORGÁNICA: Material vegetal o animal descompuesta, generalmente están de aspecto fibroso, con alto contenido de humedad - NO deberán considerarse para rellenos, porque se descomponen aún mas generado mas vacíos.

ESTOS SE AGRUPAN EN

MATERIALES COHESIVOS

MATERIALES NO COHESIVOS

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MEZCLAS DE SUELOS Indispensable para obtener mejores resultados ARENA GRUESA + ARENA FINA

Mejora la densidad disminuyendo los vacíos

ARENA GRUESA + ARENA FINA + ARCILLA Mejora la densidad disminuyendo los vacíos y aumentando la manejabilidad

ARCILLA + SUELO GRANULAR Proporcionar fricción interna, impidiendo deslizamientos y permitiendo un mejor equipo de compactación

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MEZCLAS DE SUELOS EN RESUMEN MATERIALES MAS PLASTICOS Fácil de manejar pero menos capacidad de soporte MATERIALES GRANULARES Proporcionan buena estabilidad debido a la fricción interna entre partículas aumentando la capacidad de soporte

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PROPIEDADES DE LOS SUELOS Importante el conocimiento de ellos para una mejor comprensión de las técnicas de compactación y la selección de los equipos.

RESISTENCIA

AL

DESLIZAMIENTO La resistencia del suelo al deslizamiento cuando se somete a una fuerza o impacto estático se define como la resistencia al corte, de igual manera la resistencia es debido a la cohesión entre partículas

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PROPIEDADES DE LOS SUELOS ELASTICIDAD Es la habilidad de un material de recuperar su configuración original una vez retirada la carga aplicada. Suelos de éste tipo NO son deseables en construcción.  COMPRESIÓN A medida que una fuerza dirigida hacia abajo actúa sobre un volumen de material, los vacíos dentro del material se reducen y su volumen disminuye, por tanto, las partículas de suelo quedan mas apretadas una vez retirada la fuerza. Ing. MSc. Luz Marina Torrado G. Ing. MSc. José Alberto Rondón

PROPIEDADES DE LOS SUELOS ACCIÓN

CAPILAR

Habilidad de absorver y disipar agua. Las fuerza superficiales de las moléculas, al actuar sobre las interfases entre el agua y las superficies de las partículas del suelo, producen la acción capilar en los vacíos de la masa del suelo. Mediante la aplicación de las fuerzas de compresión y cortantes, se vencen las fuerzas capilares que actúan entre las partículas

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PROPIEDADES DE LOS SUELOS PERMEABILIDAD Se define como la razón de la infiltración del agua a través del suelo como efecto de gravedad y de la presión del agua. En muchos casos, el agua podrá saturar una zona, penetrando poco o nada en la profundidad del suelo (poco permeable) y necesitará labranza para una compactación adecuada.

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

COMPACTACIÓN DE SUELOS Consiste en el mejoramiento de sus propiedades mecánicas por medios mecánicos (equipos).

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

IMPORTANCIA Aumenta el peso específico seco(d).  Aumenta la resistencia.  Disminuye la relación de vacíos (e).  Disminuye los asentamientos. 

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

COMPACTACIÓN DE SUELOS SUELO NO COMPACTADO

SUELO COMPACTADO

AUMENTA LA CAPACIDAD DE SOPORTE

REDUCE LOS ASENTAMIENTOS DEL SUELO

REDUCE LA PERMEABILIDAD DEL SUELO

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G.

TÉCNICAS DE COMPACTACIÓN Se utilizan para RELLENOS ARTIFICIALES tales como: • PRESAS DE TIERRA

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

TÉCNICAS DE COMPACTACIÓN • DIQUES

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

TÉCNICAS DE COMPACTACIÓN • PAVIMENTOS

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

TÉCNICAS DE COMPACTACIÓN • MEJORAMIENTO DE TERRENO DE CIMENTACIÓN

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MÉTODOS DE COMPACTACIÓN DEPENDEN DEL TIPO DE SUELO

SUELOS FRICCIONANTES Métodos Vibratorios

SUELOS PLÁSTICOS Métodos de carga estática

MÉTODOS DE COMPACTACIÓN

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MÉTODOS DE COMPACTACIÓN

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MÉTODOS DE COMPACTACIÓN

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PARTE II – COMPACTACIÓN DE SUELOS

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MÉTODOS DE COMPACTACIÓN ¿CUÁL ES EL MÉTODO MAS ADECUADO?

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MÉTODOS DE COMPACTACIÓN La elección del equipo de compactación depende del tipo de suelo

RODILLOS LISOS

EN GRAVAS Y ARENAS MECANICAMENTE ESTABLES

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MÉTODOS DE COMPACTACIÓN La elección del equipo de compactación depende del tipo de suelo RODILLOS PATA DE CABRA

RODILLO VIBRATORIO

EN SUELOS FINOS

ESPECIALMENTE EN SUELOS COHESIVOS Y GRANULARES

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

MÉTODOS DE COMPACTACIÓN LA SELECCIÓN DEL TIPO DE MÁQUINA EN FUNCIÓN DEL TIPO DE SUELO Y SEGÚN LA CLASIFICACION AASTHO

Fuente: Dujisin y Rutland, 1974

Donde: 1. Comportamiento excelente 2. Bueno 3. Regular 4. Deficiente 5. Inadecuado

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN EN LABORATORIO PRUEBA PROCTOR ESTANDAR Molde V = 1/30 pie 3

Ø = 4 plg. H = 4.59 plg. Número de capas 3

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN EN LABORATORIO PRUEBA PROCTOR ESTANDAR Martillo

peso = 5.5 lb h = 12 plg.

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN EN LABORATORIO PRUEBA PROCTOR ESTANDAR Energía de compactación Ee 

NnWh V

Ee = 12.300 lb.pie/pie3

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN EN LABORATORIO PRUEBA PROCTOR MODIFICADO MARTILLO peso = 10 lb h = 18 plg. Número de capas = 5

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN EN LABORATORIO PRUEBA PROCTOR MODIFICADA Energía de compactación NnWh Ee  V Ee = 56.200 lb.pie/pie3

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO PRUEBAS DE COMPACTACIÓN  Secar

la muestra de suelo al aire y retirar todo el material de tamaño superior a No.4.  Pesar el molde y registrar su peso.  Mezclar la muestra con agua suficiente para obtener una mezcla ligeramente húmeda.  Dividir la muestra en porciones dependiendo del número de capas a compactar.

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO PRUEBAS DE COMPACTACIÓN  Colocar

el suelo en el molde y compactarlo con el numero de golpes de acuerdo a la prueba.  Quitar la extensión – cortar - pesar y registrar el peso de la muestra húmeda+ el molde.  Retirar el suelo del molde y sacar una muestra para la determinación de la humedad del suelo.

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO PRUEBAS DE COMPACTACIÓN  Repetir

el mismo procedimiento con un % de agua mayor hasta que el peso de la muestra disminuya.  Calcular y dibujar los resultados.  Determinar la densidad seca máxima y la humedad óptima del suelo. PROCTOR ESTANDAR PROCTOR MODIFICADO

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN CURVAS TÍPICAS DE COMPACTACIÓN

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

EJERCICIO

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN EN OBRA:  Suelo del mismo de la prueba.  Airearlo hasta humedad óptima o agregar agua para conseguirla.  Capas de 10 – 30 cm , se utiliza normalmente 25 cm. (Sin embargo se debe tener en cuenta el equipo a utilizar).  Compactarla con equipo (número de pasadas hasta obtener la densidad seca máxima y el % de compactación.  Verificación por medio de pruebas de laboratorio y de campo. dcampo x100 )  Determinar el grado de compactación. ( Gc  d max .

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN Es necesario DETERMINAR si la densidad del relleno compactado cumple con la especificaciones. Esto se realiza mediante una prueba consistente en la determinación de un volumen exacto de un suelo en la obra.

MÉTODOS  El volúmetro  El del cono y arena  Densímetro nuclear

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN El volúmetro

El del cono y arena

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN

EQUIPO UTILIZADO PARA EL ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO POR EL MÉTODO DEL CONO Y LA ARENA

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN

VIDEO CONO Y ARENA

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN PROCEDIMIENTO DE ENSAYO 1.

2. 3.

4.

5. 6.

7. 8.

9.

Nivelar el terreno donde se va a realizar el ensayo, limpiar el material suelto con una brocha. Pesar el conjunto de botella + cono + arena de Otawa y registrar el peso. Colocar la placa metálica y sobre esta el cono con la arena de Otawa, abrir la válvula hasta que la arena cese de caer. Cerrar la válvula y levantar el conjunto. Pesar de nuevo el conjunto . Llenar la botella con arena de Otawa. Colocar la placa metálica y excavar un hueco en el suelo compactado (15 cm de ancho por 15 cm de profundidad). Pesar el material extraído. Limpiar el hueco con la brocha y Colocar la placa metálica y sobre esta el cono con la arena de Otawa, abrir la válvula hasta que la arena cese de caer. Cerrar la válvula y levantar el conjunto. Realizar los cálculos correspondientes y determinar la densidad de campo

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN CÁLCULOS

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN METODO DEL DENSÍMETRO NUCLEAR

VIDEO

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G

PRUEBAS DE COMPACTACIÓN METODO DEL DENSÍMETRO NUCLEAR El principio del ensayo radica en que los suelos densos absorben mas radiación que los suelos suelto PROCEDIMIENTO

1. Marcar el sitio del ensayo utilizando la placa metálica. 2. Abrir un hueco en el suelo compactado con la ayuda de la varilla y la placa metálica. 3. Instalar el densímetro en el lugar marcado e introducir la barra en el hueco realizado. 4. Los rayos gamma de la fuente radiactiva penetrar en el suelo, los cuales se reflejan y vuelven a la superficie. 5. Tomar las mediciones registrada por el equipo y calcular la densidad del suelo.

Ing. MSc. Luz Marina Torrado G