Compactacion De Suelos

LA COMPACTACIÓN DE SUELOS

La compactación es el proceso realizado generalmente por medios mecánicos por el cual se obliga a las partículas de suelo a ponerse más en contacto con otras, mediante la expulsión del aire de los poros , lo que implica una reducción más o menos rápida de las vacíos, lo que produce en el suelo cambios de volumen de importancia, principalmente en el volumen de aire, ya que por lo general no se expulsa agua de los huecos durante el proceso de compactación, siendo por lo tanto la condición de un suelo compactado la de un suelo parcialmente saturado.

La compactación o reducción de la relación de vacíos se produce de varias maneras: reordenación de las partículas, fractura de los granos o de las ligaduras entre ellos seguida por reordenación y la flexión o distorsión de las partículas y sus capas absorbidas. La energía que se gasta en este proceso es suministrada por el esfuerzo de compactación de la máquina de compactar. La eficacia de la energía gastada depende del tipo de partículas que componen el suelo y de la manera como se aplica el esfuerzo de compactación.

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.

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

El objetivo de la compactación es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería de la masa de suelos, con la finalidad de obtener un suelo de tal manera estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecánico adecuado a través de toda la vida útil de la obra.

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.

MÉTODOS PARA COMPACTAR EL SUELO

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.

Se utilizan cuatro métodos principales de compactación:

COMPACTACIÓN ESTÁTICA O POR PRESIÓN:

La compactación se logra utilizando una máquina pesada, cuyo peso comprime las partículas del suelo, sin necesidad de movimiento vibratorio.

Los equipos por presión están constituidos por los rodillos lisos y neumáticos, presentando las siguientes características:

Rodillos Lisos

 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 20cm.

 Se recomienda un número de 8 pasadas.

 Son utilizados principalmente en suelos gravosos y arenosos limpios así como para el acabado de la superficie superior de las capas compactadas y en los concretos asfálticos.

COMPACTACIÓN POR IMPACTO:

La compactación es producida por una placa apisonadora que golpea y se separa del suelo a alta velocidad.

Los equipos por impacto están constituidos por los pisones.

 Son utilizados en áreas pequeñas.

 Se recomienda un número de pasadas de 4.

 Son utilizados en los suelos plásticos o suelos granulares de granulometría apropiada.

COMPACTACIÓN POR VIBRACIÓN:

La compactación se logra aplicando al suelo vibraciones de alta frecuencia.

Los equipos por vibración están representados por los rodillos vibrantes, los cuales presentan las siguientes características:

 Producen una disminución o casi suprimen el rozamiento entre los granos, teniendo una acción notable en la profundidad mas no así en la superficie.

 Se pueden compactar capas hasta de 60cm en el caso de GP y GW con resultados positivos.

 Se recomienda compactar en capas de hasta 20cm

 Se recomienda un numero de pasadas mínimo de 8

 Son recomendables para los suelos granulares y a las gravas con pocos finos plásticos (en un orden de 10%) así como en la compactación de firmes modernos (gran angularidad) y arenas de granulometría cortada.

COMPACTACIÓN POR AMASADO:

La compactación se logra aplicando al suelo altas presiones distribuidas en áreas más pequeñas que los rodillos lisos.

Los equipos por amasado están constituidos básicamente por el rodillo pata de cabra, el cual se caracteriza por:

 La compactación se realiza de abajo hacia arriba, originando una mayor presión en el lecho inferior.

 Se recomienda compactar en capas de 0.30m de espesor, utilizando una penetración del vástago del 20% al 50% de su longitud de acuerdo a la plasticidad del suelo

 Se recomienda un número mínimo de 24 pasadas.

 Son apropiados para suelo finos (cohesivos)

La elección del equipo de compactación depende del tipo de suelo

Rodillos lisos: se utilizan en gravas y arenas mecánicamente estables.

Rodillos neumáticos: se usa en arenas uniformes y suelos cohesivos, humedad cercana a límite plástico.

Rodillos “pata de cabra”: suelos finos, humedad entre 7 a 20 % por debajo del límite plástico

Rodillo vibratorio: se utiliza especialmente en suelos granulares

CURVA DE COMPACTACIÓN

Cuando se compacta un suelo bajo diferentes condiciones de humedad y siendo cualquiera

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