INTEGRANTES:
ATAUPILLCO CISNEROS, DULA FERNANDEZ LLACCT LLACC TAHUAMAN, WILLIANS NAJARRO JUAREZ, RAYSA ZAMBRANO CAV CAVALCANTI ALCANTI, MAYKOOL
CURSO : MECANICA DE SUELOS II DOCENTE : Ing. MOROTE ARIAS, Maxwil Anthony
COMPACTACION DEL SUELO
La compactaci compactación ón de suelos es el proceso artif artificial icial por el cual las partículas de suelo son obligadas a estar mas 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 ingenieríles.
COMPACTACION DEL SUELO
La compactaci compactación ón de suelos es el proceso artif artificial icial por el cual las partículas de suelo son obligadas a estar mas 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 ingenieríles.
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. 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.
OBJETIVO:
Mejorar propiedades mecánicas de los suelos Generar
a partir de un suelo un material con propiedades mecánicas apropiadas
Debe
tener suficiente resistencia para soportar con seguridad su propio peso y el de la estructura o las cargas de las ruedas.
Debe conservar siempre su resistencia. No debe ni retraerse ni expandirse excesivamente. Debe
conservar incompresibilidad.
Debe
siempre
su
resistencia
e
tener la permeabilidad apropiada o las características de drenaje para su función.
EFECTOS DE LA COMPACTACIÓN DEL SUELO
IMPORTANCIA DE LA COMPACTACIÓN
a. 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 debidas a que las partículas mismas que soportan mejor.
IMPORTANCIA DE LA COMPACTACIÓN
b. 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 produciendo grietas o un derrumbe total.
IMPORTANCIA DE LA COMPACTACIÓN
c. Reduce el escurrimiento del agua:
Un suelo compactado reduce la penetración de agua. El agua fluye y el drenaje puede entonces regularse.
COMPACTACION DEL SUELO
d. Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo: Si hay vacíos, el agua puede penetrar en el suelo y llenar estos vacíos. El resultado seria el esponjamiento del suelo durante la estación de lluvias y la contracción del mismo durante la estación seca.
COMPACTACION DEL SUELO
e. 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.
VENTAJAS Aumenta
la resistencia y capacidad de carga del
suelo. Reduce la compresibilidad y disminuye la aptitud para absorber el agua. Reduce los asentamientos debido a la disminución de la relación de vacíos. Reduce el efecto de contracción. Mejora las condiciones de esfuerzo -deformación del suelo.
DESVENTAJAS
La compactación muy intensa produce un
material muy susceptible al agrietamiento. Aumenta el
potencial de hinchamiento (con
la humedad) en suelos finos y el potencial de
expansión por las heladas.
APLICACIONES DE LA COMPACTACION Rellenar
una excavación o vacíos adyacente a una estructura. Servir de apoyo a una estructura. Como sub - base para carreteras y ferrocarriles o aeropuertos. Estructuras como terraplenes o presas de tierra Presas de tierra Terraplenes Pavimentos y Vías de transporte Vertederos de Residuos Sólidos Urbanos Rellenos estructurales Estructuras de suelo reforzado Prefabricados Edificaciones
COFACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIONES DE LOS SUELOS MPACTACION DEL SUELO
1. La naturaleza del suelo es obviamente altamente influyente en el proceso.
2. La energía de compactación es otra de las variables del proceso que ejercen una gran influencia sobre el mismo.
3. El contenido de agua con que se compacta el suelo tiene una influencia determinante, tanto en los procesos de compactación de campo como en el laboratorio.
1. La naturaleza del suelo es obviamente altamente influyente en el proceso. 1.1 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.
1. La naturaleza del suelo es obviamente altamente influyente en el proceso. 1.2 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, el comportamiento de los suelos gruesos depende mucho de la granulometría. Para lograr una compactación eficiente en los suelos no cohesivos se requiere una fuerza moderada aplicada en una amplia área, o choque y vibración.
1. La naturaleza del suelo es obviamente altamente influyente en el proceso. 1.3 Suelos Mixtos: En la naturaleza la mayoría de los suelos están compuestos por una íntima mezcla de partículas de muchísimos tamaños.
ENERGIA DE COMP CO MPACT ACTACION ACION
Es la energía mecánica entregada al suelo , para eliminar espacios vacíos.
La energía de compactación en el ensayo de laboratorio se define por:
Donde: Ec = Energía de compactación. compactación. W = peso del martillo de compactación. compactación. h = Altura de caída del del martillo mar tillo de compactación. compactación. N = Numero de golpes que se aplica a cada capa. V = Volumen del molde de compactación. n = Numero de capas dentro del molde de compactación.
CONTENIDO DE AGUA
Cuando se agrega agua al suelo s uelo durante la compactación, esta esta actúa como agente agente ablandador de las partículas del suelo. Que hace que se deslicen entre si y se mueva a una posición de empaque mas denso
Cualquier incremento en el contenido de agua tiende a reducir el peso especifico seco debido a que el agua toma algunos espacios que podrían ser ocupadas por las partículas solidas
EFECTOS DE LOS FACTORES
Cualquier proceso de compactación depende del contenido de agua
El peso especifico máximo se obtiene cuando no existe aire en los espacios vacíos. Cuando el grado de saturación es de 100%
METODOS DE COMPACTACION
Existen diversos métodos debido a la variedad de suelos. 1.- Compactación estática o por presión 2.- Compactación por impacto. 3.- Compactación por vibración. 4.- Compactación por amasado. 5.- Compactación por métodos mixtos.
La compactación se logra utilizando una máquina pesada, cuyo peso comprime las partículas del suelo, sin necesidad de movimiento vibratorio. Por ejemplo : Rodillo Estático o Rodillo Liso
La compactación es producida por una placa apisonadora que golpea y se separa del suelo a alta velocidad. Por ejemplo : Un apisonador Son muy buenos para zanjas, bordes de terraplenes cimientos de edificios
COMPACTACIÓN POR VIBRACIÓN. La compactación se logra aplicando al suelo vibraciones de alta frecuencia . Por ejemplo : Placa o rodillos vibratorios Son las mas usadas en la actualidad
La compactación se logra aplicando al suelo altas presiones distribuidas en áreas mas pequeñas que los rodillos lisos. Por ejemplo : Un rodillo “Pata de Cabra”
ELECCIÓN DEL MÉTODO DE COMPACTACIÓN Depende de: 1.Tipo de Suelo 2. Variaciones del suelo dentro de la obra 3. Tamaño e importancia de la obra a ejecutar 4. Especificaciones de compactación del proyecto : Densidad, humedad óptima, Tamaño del sitio, Nº de pasadas. 5. Tiempo disponible para ejecutar el trabajo 6. Equipo que ya se posea antes de comenzar los
Los equipos de compactación en la construcción son maquinas manuales o autopropulsadas las cuales sirven para consolidar los suelos, de acuerdo al grado de compactación requerido. Se podría definir la compactación de suelos como un procedimiento artificial de consolidar un terreno
Los equipos de compactación se dividen en dos grupos. 1- Equipos de compactación por presión : Rodillos
lisos, Rodillos
pata de cabra , Rodillos neumáticos, etc. 2- Equipos de compactación por percusión : Vibro compactadores, Plancha vibradora, etc. 1. Equipos de compactación por presión
Rodillo liso:
Peso: varia entre 14 – 20 toneladas En un rodillo liso la compactación se realiza de arriba hacia abajo disminuyendo con la profundidad de la capa Se recomienda compactar en capas sueltas de 20 cm, con numero de 8 pasadas
Uso: son utilizados principalmente en suelos gravosos y arenosos limpios, así como el acabado de la superficie superior de las capas compactadas y en los concretos asfalticos y piedras trituradas.
Sí se utiliza en arcillas y limos plásticos ⇒ es común que se presenten fracturas en la parte superior de la capa por excesiva compactación en comparación al lecho inferior. => NO ES RECOMENDABLE SU USO.
El efecto de la compactación se reduce considerablemente a medida que se profundiza en la capa
Rodillo pata de cabra la compactación se realiza de abajo hacia arriba originando una mayor presión en el lecho inferior. Se recomienda compactar en capas sueltas de 30 cm de espesor, utilizando una penetración del 20 % 50 % de su longitud Se recomienda un numero mínimo de 24 pasadas
Uso: son apropiados para suelos finos (cohesivos).
Efecto del equipo sobre el suelo
A medida que aumenta el nº de pasadas, disminuye la penetración. Siempre queda la superficie distorsionada, pero se compacta bajo la siguiente capa
Efecto del nº de pasadas: En suelos de mayor cohesión disminuye mas rápidamente el incremento del peso especifico por pasada.
Combinación con otros equipos ◦
Superficialmente éstos dejan un porcentaje de vacías mayor que otros equipos, ya que tienen un menor cubrimiento de la superficie => se combina con otro equipo.
◦
Luego de que la penetración de los vástagos no supera los 10 cm, se termina con un rodillo vibratorio; lisos y/o pata de cabra, y/o neumáticos pesados.
◦
Finalmente puede convenir: alguna pasada de rodillo neumático ya que el tiende a sellar la superficie, o si no con motoniveladora.
mismo
Rodillos neumáticos
Tienen ruedas de caucho, generalmente poseen 2 ejes; con 3 o 4 ruedas en el eje delantero y 4 o 5 en el eje trasero Las ruedas se mueven independientemente hacia arriba y hacia abajo. La acción compactadora se debe a la presión que las llantas transmiten sobre la capa de suelo Los rodillos neumáticos serán de llantas lisas y tendrán una carga por rueda como mínimo de 1000 kg, para carpetas de 5 cm de espesor
Uso: se aplica en arenas uniformes y suelos cohesivos poco plásticos.
5 Ruedas delanteras oscilantes 4 Ruedas traseras en el eje rígido
La distribución de las ruedas hacen que las ruedas traseras compacten las áreas no compactadas por las delanteras
Para la compactación de mezclas asfálticas. Ideal también para la compactación de bases, sub-bases y suelo-cemento.
1.
Equipos de compactación por vibracion
Rodillos vibratorios:
Este tipo de maquinaria de construcción son equipos que combinan la presión que origina el peso del equipo con un efecto vibratorio Las compactadoras vibratorias proporcionan la fuerza compactadora mediante una combinación del peso y la vibración de sus rodillos (tambores de acero )
Uso: se utiliza especialmente en suelos granulares
características Se recomienda compactar en capas de 20 cm, sin embargo también se compacta en capas de hasta 60 cm El numero de pasadas debe ser de 8 como mínimo
La frecuencia de vibración de los tambores usados se encuentra entre 2000 a 3000 vibraciones por
Plancha
vibradora
Compactación por impacto placa que golpea el suelo a alta velocidad.
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 para elevar toda ella unos 20 cm. son muy buenos para la compactación de zanjas, bordes de terraplenes, cimientos de edificios, etc.
Pisones de explosión
Rodillo de acero
utilizan sus ruedas no circulares (forma de levas) para comprimir, frotar, amasar e impactar periódicamente los materiales rocosos del suelo
Control del Grado de Compactación (G.C)
a) PRUEBAS DINÁMICAS b) PRUEBAS ESTÁTICAS O PRECISIÓN c) PRUEBAS POR AMASADO d) PRUEBAS POR VIBRACIÓN
PRUEBAS DINÁMICAS
El principio básico de la técnica de la Compactación Dinámica consiste en la transmisión de ondas de compresión y de corte de muy alta energía con el fin de mejorar las propiedades mecánicas del suelo.
Proctor Estándar y Modificado
MATERIALES Y EQUIPOS PARA PROCTOR ESTANDAR Y MODIFICAD
PROCTOR ESTANDAR Y MODIFICADO
La diferencia básica entre el ensayo Proctor Normal y el Modificado es la energía decompactación usada. En el Normal se hace caer un peso de 2.5 kilogramos de una altura de 30 centímetros, compactando la tierra en 3 camadas con 25 golpes y, en el Modificado, un peso de 5 kilogramo de una altura de 45 centímetros, compactando la tierra en 5 camadas con 50 golpes.
PRUEBAS ESTÁTICAS O PRECISIÓN
Esta prueba es recomendada a suelos que son gravas y arenas.
Porter Sop
Determinar el peso volumétrico seco máximo y la humedad optima del en estudio. También es recomendada a suelos friccionan tés (gravas y arenas) que pasan la malla 1”suelos que comúnmente se utilizan en la construcción carreteras.
Pruebas por Amasado
Miniatura Harvard Este método es idéntico al método de proctor, Wilson lo desarrollo en la universidad de Harvard. Se necesita menos tiempo para obtener datos y desarrollar la curva de compactación. Se necesita menos material que en el caso del ensayo de proctor. Solamente se trabaja con material que pasa la malla nº4
Procedimiento Procedimiento Se determina el peso del molde de compactación Cada porción del material debe ser compactado como sigue. Asegurar a la prensa de sujeción el molde y collar. Colocar la cantidad de material suficiente en el molde ( quinta parte del volumen del molde) Nivelar la superficie a compactar Insertar el pison en el molde y presionar fuertemente hasta que el resorte este comprometido a la carga total calibrada 20 libras. Soltar el pison y colocar en una nueva posición y asi proseguir hasta las 25 presiones. Repetir el procedimiento hasta completar las 5 capas Después retirar la muestra compactada
PRUEBAS IN SITU
CONO DE ARENA
METODO DE SUSTITUCION POR BALON DE HULE
DESIMETRO NUCEAR (ASTM 02922-91)
SPEEDY
METODO DE SUSTITUCION POR BALON DE HULE:
Este método se refiere a la determinación del peso unitario en el terreno, de un suelo compactado o firmemente unido, mediante un aparato con una membrana de caucho. Sin embargo, el aparato, no es aconsejable para un suelo muy blando, que se deforme bajo una presión leve, ó en el cual no pueda mantenerse con un valor constante el volumen del hueco.
DESIMETRO NUCLEAR
La determinación de la densidad total ó densidad húmeda a través de este método, está basada en la interacción de los rayos gamma provenientes de una fuente radiactiva y los electrones de las órbitas exteriores de los átomos del suelo, la cual es captada por un detector gamma situado a corta distancia de la fuente emisora, sobre, dentro o adyacente al material a medir.