Compactacion

Compactación
Fabián Hoyos Patiño IG MSc
Grupo de Geotecnia Escuela de Ingeniería Civil Universidad Nacional de Colombia

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OBJETIVO
Identificar las condiciones de densificación de los suelos en términos de:
– Materiales – Energía de compactación – Contenido de humedad

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Compactación
Una técnica simple de mejoramiento del terreno en la que se densifica el suelo mediante laaplicación de energía mecánica.

Energía mecánica

+

agua =

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EFECTOS DE LA DENSIFICACIÓN
– Resistencia al cortante – Compresibilidad – Conductividad hidráulica

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Aplicaciones
– Presas de tierra – Terraplenes – Pavimentos – Vertederos de Residuos Sólidos Urbanos – Llenos estructurales – Estructuras de suelo reforzado – Prefabricados – Edificaciones
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Densidad seca (ρd)

Curva de compactación
-Densidad seca máxima, humedad óptima -Resistencia y rigidez

ρd, max

-Baja permeabilidad La compactación es una operación eficiente en suelos granulares. Las arcillas no se compactan, se amasan

Humedad óptima

Humedad
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Curva de Compactación
Qué ocurre con las cantidades relativas de las tres fases cuando se agregaagua?
Densidad seca (ρd)

Dificultad de expulsar el aire Menor relación de vacíos y máxima densidad seca con la humedad óptima
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aire agua suelo

Densidad seca (ρd)

Curva de Saturación ZAV
- Corresponde a 100% de saturación
Curva ZAV (S=100%)

S100% (imposible)
Todos los puntos de compactación deben quedar a la izqquierda de la curva ZAV

Humedad

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Efecto de la energíade compactación
Densidad seca (ρd)

El incremento de la energía de compactación tiene como resultado:
E2 (>E1)

• Mayor densidad seca máxima • Menor humedad óptima La compactación con una humedad inferior a la óptima puede dar lugar a una estructura colapsable

E1

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Curva de compactación

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Materiales
• • • La compactacíón es eficiente en materiales granulares, ineficienteen arcillas y cenizas volcánicas. Los materiales bien gradados permiten obtener densidades máximas mayores con la misma energía de compactación. Las cenizas volcánicas presentan peculiaridades en el proceso de compactación. Las diferencias de densidad seca máxima (50%) y humedad óptima (100%) son extremas según se seque o no el material antes de hacer los ensayos. ρ = 1t/m3, w = 50% vs ρ = 0.7t/m3, w = 90% Puede obtenerse valores elevados de densidad con lutitas que se comportan como materiales granulares a pesar de su composición. Parte de la energía de compactación de las lutitas se gasta en la trituración del material. Parte de la energía de compactación de gravas limpias utilizadas en las bases granulares se gasta en la trituración de partículas.
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•

•

Densidad seca (ρd)Compactación y estructura de las arcillas
Estructura más dispersa

Un mayor contenido de humedad o la aplicación de una mayor energia de compactación dan lugar a una estructura mas dispersa. Estrictamente las arcillas no se compactan, se amasan
Estructura más floculada

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Ensayo de Compactación en laboratorio
-Definir la humedad óptima y la densidad seca máxima para una energía decompactación dada, a partir de la curva de compactación. Proctor Modificado :• 5 capas
• 25 golpes por capa
• Martillo de 4.9 kg

Proctor estándar :
• 3 capas

martillo

• 25 golpes por capa
• Martillo de 2.7 kg

• Altura de caida 30 cm

• Altura de caida 45 cm

Molde de compactación 1000 cm3
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Equipo de compactación en laboratorio

• Ensayo Proctor Normal • Ensayo ProctorModificado

ASTM D698 ASTM D1557
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Densidad seca (ρd)

Línea de óptimos
Curvas de compactación con diferentes energías.

Línea de óptimos

Humedad

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Humedad de compactación
• En el terreno corresponde aproximadamente a la humedad del material en la zona de préstamo. Condición difícil de controlar en el trópico húmedo. Programación del trabajo en función de la meteorología....