Ingenieria

Compactación de suelos

Capítulo 14

CAPÍTULO 14 COMPACTACIÓN DE SUELOS
14.1 DEFINICIÓN Es la densificación del suelo por medios mecánicos. El objetivo, mejorar la resistencia y estabilidad volumétrica, afectando la permeabilidad, como consecuencia del proceso de densificación de la masa. 14.2 ESTABILIZACIÓN DE SUELOS. Concepto más amplio y general que el de COMPACTACIÓN, pues incluyecualquier procedimiento útil para mejorar las propiedades ingenieriles del suelo, como estructura. La estabilización comprende: a) Compactación b) Mezcla granulométrica c) Adición de compuestos especiales (antes de mezcla y/o compactación) Los estabilizantes son de tres tipos: a) Cemento b) Material bituminoso (asfalto, por ejemplo) c) Productos químicos (óxidos e hidróxidos de Ca, cloruro de Ca y Na,cloruro férrico, silicato Na y recinas) 14.3 MEDIDA DE LA COMPACIDAD DEL SUELO. Se califica la compacidad por la comparación cuantitativa de las densidades secas o pesos unitarios secos, γd, que el suelo va adquiriendo gradualmente, al variar la humedad, la energía o el método de compactación. 14.4 MÉTODO PROCTOR. Consiste en compactar el material dentro de un molde metálico y cilíndrico, en variascapas y por la caída de un pistón. Existen dos variaciones del MÉTODO PROCTOR. a) Proctor estandar o normal, con pistón de 5 ½ lbs, h = 12’’, N = 25 golpes y 3 capas a compactar. El molde de φ = 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 mismo molde. 14.4.1 Curva de humedad – densidad o de COMPACTACIÓN. Estacurva da la variación, γd Vs ω, que se obtiene en laboratorio. La densidad seca (y también el γd) va variando al modificar la humedad, ω, de compactación. La humedad óptima es la que se corresponde con el máximo de la curva de densidad. La rama seca es la que se corresponde al suelo bajo de humedad, donde la fricción y cohesión dificultan su densificación. La rama húmeda, es asintótica a la línea desaturación, que se desplaza hacia la derecha de la humedad

Figura 14.1 Curva de saturación S y de compactación para el Proctor Modificado: PM y el Proctor Estándar: PE 154

Compactación de suelos

Capítulo 14

óptima de compactación, dado que la energía de compactación de un suelo muy húmedo la absorbe el agua y no el esqueleto mineral. La curva de saturación, o de contenido de airenulo, es dibujada como auxiliar para el análisis, es teórica y no depende de los resultados del ensayo. La ecuación es:

γd =

GS * γ W ω * GS 1+ S
S

G S = Gravedad específica γ = Peso unitario del agua  W  ω = Humedad del suelo S = Grado de saturación 

Para S = 1 y γW = 1, se tiene

γd =G

[1+ω *GS ] . Esto facilita el dibujo rápido de la curva S = 100%. La curva S de losvalores de γd que debe tener el suelo saturado para cada valor de ω. En la compactación, sale aire, y no agua. Como es imposible sacarlo todo, la curva de compactación no podrá llegar a confundir su rama húmeda con la curva S 0 100%. Esta propiedad nos permite tener en evidencia errores en la curva γd Vs ω. Las otras curvas (S = 80%, por ejemplo) dicen qué porcentaje de aire queda en el suelo (20%,por ejemplo). 14.4.2 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 γd, o de la humedad si se quiere. (No debe existirgrava en el suelo). 14.4.3 Energía de compactación. La calidad de la compactación depende de: Contenido de humedad, método de compactación y energía de compactación. (ver fig ω Vs γd – σ y # de pasadas Vs γd) En el ensayo proctor, la energía específica Ee, está dada por:

Ee = n * N * W * h

V

Siendo N = # de capas; n = # de golpes; W = peso del pistón; h = altura de caída del pistón; V =...