05_Compactação dos Solos

Vista previa del material en texto

PROPIEDADES 
DEL SUELO
FÍSICAS MECÁNICAS
Aula 5
Permeabilidad Compactación 
Granulometria
y plasticidad
Índices 
físicos
Resistencia al 
cizallamiento 
Compresibilidad 
Comportamiento tensión-deformación 
Aula 5
 5.1 Principios de compactación del suelo.
 5.2 Ensayo de compactación en laboratorio.
 5.3 Procedimientos y resultados.
 5.4 Comportamiento de los suelos compactados.
 5.5 Equipo de compactación.
 5.6 Control de la compresión en el campo.
 5.7 Ensayo CBR o índice de soporte de California.
 5.8 Compactación profunda
Principios y Objetivos
Principio general
Muchas obras geotécnicas (presas, muros de contención, carreteras, 
aeropuertos, etc.) implican el uso de vertederos compactados; compactar un 
suelo significa convertirlo en un material más denso;
El estado más denso se obtiene mediante la reducción del aire intersticial, con 
poca o ninguna variación en el contenido de humedad del suelo. La 
compactación puede hacerse en superficie o en profundidad, utilizando 
solicitaciones estáticas, impacto y/o vibración, mediante equipos manuales o 
mecánicos.
Objetivos:
reducción de la presión futura
aumento de la resistencia al cizallamiento 
reducción de la permeabilidad
Ensayo de compactación en laboratorio
• Historia
 Los fundamentos de la teoría de la compactación del suelo son relativamente
recientes y se establecieron a partir de los trabajos pioneros del ingeniero
estadounidense R.R. Proctor (a principios de los años 30) y se publicaron en varios
artículos de la revista Engineering News-Record. En su honor, la prueba de
compactación estándar en Mecánica de Suelos se llama Prueba Proctor.
• Objetivos y principio del ensayo
 El objetivo del ensayo de compactación es determinar, para una determinada
energía de compactación aplicada, la cantidad adecuada de agua que debe
incorporarse al suelo ("humedad óptima") para obtener, en él, un estado
correspondiente a su densidad seca máxima.
 El ensayo Proctor es un ensayo estándar de compactación por impacto (NBR
7182/86); se aplica una toma varias veces a una muestra de suelo acondicionada
en un molde, especificándose los siguientes parámetros de ensayo: masa de la
toma, altura de la caída de la toma, número de golpes, número de capas de suelo y
volumen de suelo compactado.
Equipo de prueba estándar Proctor
Ensayo de compactación en laboratorio
(Das, 1998)
Ensayo de compactación en laboratorio
Proctor ha establecido que el resumen es una función directa de 4 variables :
(1) masa específica (d) o peso específico (d) del suelo seco
(2) nivel de humedad w
(3) energia de compactación (EC)
(4 tipo de suelo (naturaleza, graduacion, presencia de finos, etc.)
• En los trabajos pioneros , los esfuerzos de compactación , fueron menores y los 
ensayos de laboratorio reprodujeron dichas condiciones utilizando energías de 
compactación 
• Con el aumento de las obras y del tamaño de los equipos y, por consiguiente, de las
energías de campo, los ensayos de laboratorio tuvieron que readaptarse para mayores
energías de compactación, por ejemplo: Ensayo Proctor Modificado.
Ensayo Proctor Normal Ensayo Proctor Modificado
Ensayo de compactación en laboratorio
L • altura de caída: 30,5 cm
m • peso de la toma: 2,5 kg
• número de golpes p/ 
capas: 26
• número de capas: 3
• energia: 595 kJ/m3
• altura de caída : 45,7 cm
• peso de la toma: 4,5 kg
• número de golpes p/ 
capas: 55
• número de capas: 5
• volumen del molde: 2000 cm3
• energia: 2828 kJ/m3
EC 
mgLNn
V
n
N
V • volumen del molde: 1000 cm3
EC
Procedimentos y Resultados
◉ (i) Diferentes muestras del mismo suelo, preparadas bajo diferentes niveles de
◉ humedad, se compactan según las prescripciones técnicas recomendadas
golpes 1 a 4 tomas Próximos golpes 
◉ (ii) Las densidades (pesos específicos o masas específicas) del suelo húmedo y 
los respectivos contenidos de humedad se determinan para cada prueba 
realizada.
◉ (iii) Los valores de las densidades (pesos específicos o masas específicas) del 
suelo
◉ La sequedad obtenida para cada prueba se traza en función de sus respectivos 
contenidos de humedad, obteniendo la llamada curva de compactación.
dd
1 w 1 w
; 




Curva de 
saturación
linea de puntos
óptimos
d max
Procedimentos y Resultados
M
as
a 
es
p
. 
se
ca
 
d
(M
g
/m
3
)
M
as
a 
es
p
. 
se
ca
 
d
(l
b
/f
t3
)
Proctor 
Modificado
Proctor 
Normal
wot
nivel de humedad w (%) Holtz e Kovacs, 1981
Procedimentos y Resultados
Punto máximo da curva de compactaçion 
El orden del punto máximo de la curva de compactación corresponde al valor de la masa
específica máxima (peso específico máximodmax dmax) de suelo seco y su abscisa
corresponde al valor de la llamada humedad óptima del suelo. Estos valores constituyen
parámetros característicos del suelo sólo para las condiciones y para la energía de
compactación adoptada en el ensayo. Cuanto mayor sea la energía de compactación, mayor
será el valor d max y menor el valor wot del suelo .
Curva de Saturacion
Curva correspondiente a la condición de saturación (S = 100%) o a la condición de aireación
cero (A = 0%) del suelo; esta condición no puede alcanzarse por compactación.
Linea de Puntos Ótimos
Línea trazada a través de los puntos máximos de las diferentes curvas de compactación,
obtenidas para ensayos realizados en el mismo suelo bajo diferentes energías de
compactación; su posición tiende a ser aproximadamente paralela a la línea de saturación.
Para diferentes grados de
saturación S, la ecuación
general se expresa mediante:
d max
Procedimentos y Resultados
d
Gs

 w S 
w 
S
 s
w
w S
wS 
w S w S
d
w 
S
G s

s
w 
w S
 
wot
Por debajo de wopt (‘ramo seco’ de la curva):
A medida que el contenido de humedad del suelo 
aumenta, se forman particulas de agua que tienden a
promover una mayor aproximacion de las
partículas por los efectos de la lubricación.
¿Lubricación o efectos de 
(succión + tensiones 
capilares)?
(d max , wot )
Procedimentos y Resultados
d
En el wopt:
Punto de equilibrio "óptimo" entre los efectos 
que se producen por encima y por debajo delwot.
Por encima del wopt (‘rama humeda’ de lacurva):
Las adiciones excesivas de agua favorecen el
espaciamiento entre las partículas del suelo.
w
O la pérdida de los
efectos de (succión +
tensiones capilares)
Procedimentos y Resultados
Cada punto de la curva representa los resultados de una prueba de
compactación determinada; en general, la curva se traza a partir de los
resultados de 4 o 5 pruebas;
La curva debe obtenerse para al menos dos puntos por encima y dos
puntos por debajo del contenido de humedad óptimo, para contenidos
de humedad que varíen del orden del 2% entre las pruebas;
Como valor de referencia, la humedad óptima tiende a ser ligeramente
inferior al valor LP del suelo;
Valores típicos da masa específica seca de los suelos varian
comunmente entre 16 e 20 kN /m3 (1,6 a 2,0 Mg/m3) y, en términos
generales, entre 13 e 24 kN /m3 (1,3 to 2,4 Mg/m3). Los valores típicos
de humedad óptima del suelo suelen variar entre 10% e 20% y, en
términos generales, entre 5% e 40%.
Suelo "gomoso": en la compactación de un suelo con una humedad superior a la óptima, se alcanza un 
estado de casi saturación y así toda la energía se transfiere al agua, aumentando las poropresiones e 
induciendo el cizallamiento horizontal del suelo (laminación del suelo). La energía aplicada se recupera por 
la acción elástica del agua, que se comporta como una goma bajo presión.
Comportamiento de los suelos compactados
- floculada
• Para una energía de compactación
dada y una densidad seca
determinada, el suelo tiende a tener
una estructura más floculada por la
compactación en la rama seca en
comparación con la compactación
en la rama húmeda;
• Para un contenido dado de humedad,o
aumento
compactacion
de energia de 
tiende a tornar a
estructura del suelo menos
floculada en la rama seca y más
dispersaen la rama húmeda.
+ floculada
+ dispersa
- dispersa
Direcciones de 
dispersion
Comportamiento de los suelos compactados
• El aumento del contenido de humedad
induce una fuerte disminución de la
permeabilidad del suelo en la rama seca de
la curva y un ligero aumento de la
permeabilidad del suelo en las condiciones
de la rama húmeda.
• Las arcillas compactadas tienden a
expandirse a las humedades
correspondientes a la rama seca de la curva
y a contraerse a las humedades
correspondientes a la rama húmeda de la
curva.
w
d
(d max , wot)
Contraccionexpansion
Comportamiento de los suelos compactados
bajas tensiones
• Bajo bajas tensiones, los suelos compactados en
la rama húmeda son más compresibles que los
suelos compactados en la rama seca
• Bajo altas tensiones, los suelos compactados en
la rama seca son más compresibles que los
suelos compactados en la rama húmeda.
tensiones elevadas
• Los suelos arcillosos compactados en la rama seca tienden a ser más rígidos y 
presentan mayor resistencia que los compactados en la rama húmeda
Caulinita (Lambe and Whitman, 1979)
Comportamiento de los suelos compactados
En una obra geotécnica determinada, no sólo importa el comportamiento del suelo compactado, 
sino el comportamiento del suelo bajo las diferentes condiciones de carga a lo largo de la vida de 
la estructura (por ejemplo, presa de tierra: aumento de las tensiones de construcción, saturación 
del suelo por percolación, etc.).
Equipos de compactación
• pequeños equipos (enchufes y placas vibratorias)
• rodillos estáticos: rodillos lisos, rodillos 
pneumáticos; rodillos de cizalla
• rodillos vibratorios
Equipos pequeños
Sócalo ("ranas") y placas vibratorias
• Clasificación: presiones de contacto placa-
tierra (10 a 15 kPa)
• eficacia: la compactación funciona en zonas 
localizadas
• puede utilizarse en cualquier suelo
• aplicaciones más comunes: compactación 
de zanjas, trincheras, etc.
Rodillos Estáticos
Rodillo Liso • clasificación: peso total por unidad de 
longitud del rollo (30 a 110 kgf/cm)
• tambor vacío o lleno de agua, arena o 
polvo de piedra
• área de integración efectiva: 100%. 
• Eficiencia: reducida para la compactación 
profunda (limitada a Capas de espesor 
final de hasta 15 cm)
• suelos más adecuados (suelos menos 
adecuados): suelos granulares, escollera 
(suelos cohesivos, principalmente suelos 
con alta plasticidad)
• aplicaciones más comunes: obras de 
carreteras (bases, sub-bases y cubiertas de 
rodamiento).
Rodillo de pata de oveja
Rodillos Estáticos
• clasificación: presiones de contacto (de 
1400 a 7000 kPa) impuestas por 
protuberancias ("patas") dispuestas 
irregularmente a lo largo de un tambor de 
acero (de 90 a 120 por rollo)
• área de compactación efectiva: 8% ~ 
12% 
• eficacia: para evitar que las superficies se 
enrollen en capas compactadas
• suelos más adecuados (menos 
adecuados): suelos arcillosos o 
granulares con más del 20% de finos 
(suelos muy granulares)
• aplicaciones más comunes: vertederos, 
presas de
Rodillo pneumático
Rodillos Estáticos
• clasificación: la presión de 
compactación impuesta por un conjunto 
de neumáticos dispuestos en 
alineaciones desiguales (generalmente 
de 3 a 6 neumáticos por eje), que es 
función del peso del rodillo y de la 
presión de aire de los neumáticos
• área de resumen efectivo: 80 %.
• eficiencia: compactación más rápida y 
económica en comparación con la 
compactación con rodillos de cizalla
• suelos más adecuados (menos 
adecuados: suelos granulares, suelos 
finos (suelos cohesivos, principalmente 
suelos con alta
Rodillos Estáticos
Rodillo de rejilla
• capacidad: presiones de contacto (1400 
a 6200 kPa)
• área de resumen efectivo: 50%.
• eficacia: aumenta cuando se combina 
con equipos de vibración
• suelos más adecuados (menos 
adecuados): suelos granulares, arenas 
de canto rodado (suelos arcillosos)
• aplicaciones más comunes: presas de 
tierra y escollera
Rollos Vibratórios
• clasificación: pueden ser de los tres tipos
con un vibrador acoplado a la rueda de 
compactación
• área de integración efectiva: variable
• eficiencia: función de la frecuencia de 
vibración y de la velocidad de 
compactación del rodillo (normalmente 
menos de 5 km/h)
• suelos más adecuados (menos adecuados): 
suelos granulares, desde arena hasta 
escollera (suelos cohesivos)
• aplicaciones más comunes: vertederos, 
presas de tierra y escolleras
Rodillo vibratorio
Equipos de compactación - Resumen
Equipos de compactación - Resumen
(Holtz and Kovacs, 1981)
100 % 
arcilla 
Rodillo pie de oveja 
Estático 
Rodillos combinados 
Rodillo liso 
Metálico, estático 
( 3 ruedas )
Rodillo liso 
Vibratorio 
Rodillo pneumatico pesado 
c/ruedas de gran diámetro 
Limos
mezclas
(arcilla + limo + arena) 
Suelos granulares 
100% arena 
Rodillo de rejilla 
(O de malla) 
Rodillo de 
Placas 
Piedras Características 
Peso estático y 
amasado 
Peso estático y 
amasado
Peso estático 
Peso estático y 
vibraciones 
Peso estático y 
amasado 
Vibraciones 
Peso estático 
amasado 
Vibraciones 
impacto
Rodillo pneumatico suave 
Rodillo pie de oveja 
Vibratorio tipo “ padfot “ 
Rodillo pie de oveja (padfot) vibratorio 
autopropulsado , pesado 
Equipos de compactación - Resumen
20 40 cm bueno 
30 40 cm bueno 
15 15 cm bueno 
35 35 cm muy bueno
20 10 cm regular 
20 20 cm bueno 
20 20 cm bueno 
materiales granualares , grava 
materiales granulares ,en bloques 
practicamente todos 
TIPO DE RODILLO TIPO DE SUELO 
ESPESURAS MAXIMAS (DESPUES DE 
LA COMPACTACION )
PESO 
MAXIMO (T)
UNIFORMIDAD DE 
CAPA 
muy bueno
arcillas y limos 
mezclas -arena con limo y arcilla 
mezclas -arena con limo y arcilla 
practicamente todos 
arena , grava , materiales granulares 
liso metalico estatico (3 ruedas ) 
enrrejado (jaula)
combinados 
Pneumatico pesado vibratorio con ruedas 30 50 cm
pie de oveja estatico 
pie de oveja vibratorio 
pneumático pesado
pneumático leve
Variables de compactación - Características del suelo
• distribucion granulométrica;
• forma de las partículas sólidas;
• Gs
• Naturaleza y porcentaje de finos presentes
Variables de compactación - Procedimientos de campo
• número de pases de rollo
• frecuencia de vibración
• espesor de la capa
• velocidad de compactación
•los efectos de la compactación tienden a 
reducirse a más de 5 pasadas del rodillo
Variables de compactación - Procedimientos de campo
• número de pases de rollo
• frecuencia de vibración
• espesor de la capa
• velocidad de compactación
El aumento de la amplitud de las vibraciones
induce un efecto de compactación mayor
que el aumento de la frecuencia de las
vibraciones y, una vez alcanzada la
condición de resonancia, se inducen altas
densidades en el suelo.
Variables de compactación - Procedimientos de campo
• número de pases de rollo
• frecuencia de vibración
• espesor de la capa
• velocidad de compactación
•para un número determinado de pasadas, se obtiene una 
mayor compactación cuanto menor es la velocidad del rodillo
Compactación en el campo x en el laboratorio
• Dificultades en la simulación
adecuada entre las pruebas de
campo y las de laboratorio
• Tendencia general: valores de wot
más bajos en las pruebas de
laboratorio.
• Problemas de correlación entre las
pruebas estáticas en laboratorio y
las pruebas dinámicas sobre el
terreno
Curvas 1, 2, 3, 4: compactación en laboratorio
Curvas 5, 6: compresión del campo
Control de la compactación en el campo
Objetivo: promover la estabilización del suelo mejorando su comportamiento 
geotécnico
Metodología: medidas sistemáticas de los valores de la masa específica (o peso 
específico) del suelo seco y del contenido de humedad del suelo
correlación directa con las propiedades geotécnicas de interés.
Especificaciones técnicas:para el producto final: fijación de las condiciones 
límites para laaceptación del trabajo (no importa cómo, importa el resultado). Por 
ejemplo: obras en la carretera
por el método constructivo: fijación de las variables de compactación por la 
caracterización explícita de los procedimientos de campo (importa el cómo y el 
resultado mismo). Por ejemplo: presas de tierra
Control de la compactación en el campo
Pruebas de compactación en laboratorio de los suelos de todas las zonas de
préstamo: determinación de dmax e w  optar por el suelo con el dmax e más alto,
para los valores cercanos a dmax, optar por el suelo con la curva de compactación
más cerrada;
Retirada de la tierra de las zonas de préstamo, lanzamiento y distribución uniforme
de la tierra sobre la plaza de trabajo, realización de operaciones de mojado
(aspersión con car-pipa) o de secado de la tierra (rodamiento con gradas de
discos);
Realización de vertederos experimentales para la selección del equipo de
compactación y las variables de compactación (espesor de la capa, número de
pasadas del rodillo, etc.)
Control de campo de los parámetros de integración: GC (grado de integración) y
w (desviación de las humedades respecto a la humedad óptima)
Control de la compactación en el campo
•espesor de las capas: < 30cm de material blando para tener de 15 a 20cm de tierra compactada
(incluyendo de 2 a 5cm de la capa anterior)
•rodar en pasos longitudinales desde los bordes hasta el centro del cuadrado de trabajo con un
solapamiento de al menos 20 cm entre los pasos
•equipos de campo: motodeslizadores para el lanzamiento y el esparcimiento del material;
motoniveladoras para la regularización de las capas; camiones cisterna o máquinas de riego o
arados de disco para la aireación; rodillos compresores para la compactación
Parámetros de control de la compactación
100%GC 
 d campo
d max  laboratório
Grado de compactación
Desviación de la humedad
w  wwot
Especificaciones de referencia
• GC ≥ 95% ; ∆w = ± 2%
Determinación de d
Métodos Directos
Métodos
(a) Botella de arena 
(b) Globo de aire 
(c) Método del agua(o del aceite)
(a)
(d) Cilindro de muestreo
Procedimentos
• Valores conocidos: Ms ;Vt
• Se calcula d campo e w
• Se compara d campo con d max-lab
• Se calcula el grado de compactación GC
(b)
(c)
Errores en las pruebas
Principal fuente de error: la determinación del volumen de material excavado.
Método de la botella de arena: las vibraciones de los equipos cercanos pueden
inducir un aumento de la densidad de la arena y dar lugar a una evaluación
incorrecta del volumen del suelo excavado
Método del globo: pueden producirse errores significativos en presencia de
irregularidades en las paredes del agujero, especialmente en el caso de suelos
muy granulares (partículas muy gruesas)
Método agua/aceite: pueden producirse errores significativos principalmente en
el caso de los suelos granulares (se requiere el uso de una membrana de plástico
para el recubrimiento del agujero)
Determinación de w - Métodos directos
Métodos
GC = 90%
d
• método de invernadero: plazos 
incompatibles con el calendario laboral
• método de la sartén
• botella de Speedy
Las propiedades geotécnicas pueden ser 
muy diferentes entre las muestras 
compactadas por encima y por debajo 
de las humedades óptimas.
w
d max
1
2
3
Aumento de EC
w1 w2
Principios de la prueba
Densímetro Nuclear
La magnitud de la radiación recibida por el 
detector depende de la densidad del material(> 
densidades  < radiación)
(a)
(b)
Principios de la prueba
Densímetro Nuclear
(Holtz and Kovacs, 1981)
(c)
• Principal desventaja: necesidad de calibraciones continuas
Densidad
(fuente de radio o isótopo de cesio radiactivo) 
son dispersada por las partículas del suelo y la
la magnitud de esta dispersión es proporcional 
a la densidad del suelo.
Contenido de humedad
El contenido de humedad se determina en 
función de la dispersión de los neutrones 
emitidos por el dispositivo (fuente de isótopos 
de americio y berilio) por los átomos de 
hidrógeno presentes en el agua del suelo.
Control de la compactación en el campo
Control de la compactación en el campo
Productividad de la compactación
n
p - volumen de suelo compactado por unidad de tiempo (m3/h); B - anchura (diámetro) del rodillo (m);
E - eficiencia de compactación (entre 75% y 85%) v - velocidad del rodillo (km/h);
t - espesor de la capa de suelo a compactar (m);
n - número de pasadas del rodillo
p 
BEvt 
. 1000
i
d
V

W  ∆W wγ
; γ
W

γ
V 1  w
γ
c
c max ot( , z )
Curva de Hilf
‘peso específico convertido’
i



∆W w
(1  w)
. 
(1 w)
1  z
GC 
C  campo
c max  lab d max  lab
GC 
 d campo
 i
ic
i
i
i
i
 γ ic   d (1  w)γ 
γ i  γd . (1  w)(1  zi ) γ (1  z ) 
V
W(1  z )
V

W  ∆W wγ
W
z
 c max lab
GC 
 c campo
'parámetro de humedad
z
Control de Compactacion en Campo
(Método de HILF)
W WW
s s
i
s
 1 wot  (1w) (1 zot )
1 wi  (1 w) (1 zi ) wi  w  (1  w) zi ou
para z  zot  w wot
Ww  ∆Ww 
wWs  Ws (1 w)ziw 
Ww ; w 
23,57
Tomando wot en la expresión de ∆wi , llega:
ot
dmax
ot
ot
zot
∆w  
zot . (2,4  0,6γ
)
i 1 z imax
ot
para 10%  wot  35% : γimax  2,36  1,69 wot
e γimax  γicmax (1 zot )  γdmax (1 w).(1 zot )  γdmax .(1 wot )
 0,5 (kN/m 3 )
1 1,26 w
mas γ 
.(1  w )
1 z
e ∆wi  wi  wot  (1 wi ) (1 wot )  ∆wi  
(relación empírica)
(Hipérbole de Kucsinski para los suelos brasileños)
(pequeña influencia del error de wot)
i max
ot
zot
i
. (2,4 0,6 γ )
1 z
∆w  
Control de Compactacion en Campo
(Método de HILF)
(Ejercicio a realizar en clase sobre la aplicación del método de Hilf)
Control de Compactacion en Campo
(Método de HILF)
Control de Compactacion en Campo
(Método de HILF)
En el proceso de control de la compactación de una capa de un vertedero 
compactado, se obtuvieron los siguientes resultados en el campo y en el laboratorio:
• campo:  = 1,838 g/cm3
• laboratório:
w (%) i (g/cm3)
0 1,820
-1 1,770
+1 1,848
+1,5 1,840
Determinar:
(i) La eficicacia de la compactacion;
(ii) El grado de compactación 
(iii) Desviacion de la humedad de la capa compactada
Control de Compactacion en Campo
Ejercicio-(Método de HILF)
Ensayo CBR o índice de soporte de California
 La prueba del coeficiente de soporte de California ("CBR") es la
determinación de la relación entre la resistencia a la penetración de una
muestra de suelo compactado y saturado, expresada en porcentaje, y la
resistencia a la penetración de una muestra de grava graduada, adoptada
como norma de referencia.
 Este ensayo fue desarrollado por el Departamento de Carreteras de
California (EE.UU.) como criterio para evaluar la resistencia de los suelos
utilizados en la base, la subbase y la subcama de los pavimentos de las
carreteras, de ahí que el parámetro CBR se designe también como ISC -
California Support Index.
 La prueba está estandarizada en Brasil por la ABNT 9895 y el DNER M 48-
64.
Ensayo CBR o índice de soporte de California
FASE I: Compactación de los cuerpos de prueba
soquete
molde
capasde suelo
compactado
disco espaciador
• conjunto de 5 ensayos
• medidas de d e w para cada muestra
• Obtención de curva de compactacion
Ensayo CBR o índice de soporte de California
FASE II: Obtención de la curva de expansión
Expansión: definida por la relación (expresada en %) del aumento de la altura de los PC 
compactados después de la inmersión durante 4 días, en relación con sus alturas iniciales.
Aplicación de la sobrecarga correspondiente al peso del suelo
Valores permitidos: del 1 al 3% en obras de 
carretera
Ensayo CBR o índice de soporte de California
FASE III: Obtención de la resistencia a la penetración CBR
velocidad de ensayo: 
1,27 mm/minuto
Lecturas de carga para las 
penetraciones:
0,63; 1,27; 1,90; 2,54; 3,17;
3,81; 4,44, 5,08; 6,35; 7,62;
8,89; 10,16; 11,43 e 12,70 mm
Ensayo CBR o índice de soporte de CaliforniaCurva de carga x penetración
Corrección de la curva si tiene un punto de inflexión (desplazamiento c de la curva)
Ensayo CBR o índice de soporte de California
Determinación del valor CBR
se determina el valor más alto de las lecturas de cargas (curvas sin corrección) o
corregidas (curvas con corrección) correspondientes a las penetraciones de 2,54mm y
5,08mm (generalmente será el valor correspondiente a la lectura de 5,08mm)
el valor de esta lectura se compara con la lectura estándar, obtenida para las
respectivas penetraciones, de grava de alta calidad y CBR = 100%.
 el valor del CBR (o ISC) viene dado por:
CBR 
presión más alta leída o corregida 
100% 
presión estándar
Penetración (mm) Presion Estandar (Mpa)
2.54 6.9
5.08 10.35
Ensayo CBR o índice de soporte de California
Resultados de los ensayos
Ensayo CBR o índice de soporte de California
Correlaciones con la clasificación HRB
Suelo 
(Clasificación H.R.B. ) 
CBR probable 
(%)
A-1-a 40 a 80 ( o más )
A-1-b 20 a 80 ( o más )
A-2-4 e A-2-5 25 a 80 ( o más )
A-2-6 e A-2-7 12 a 30 
A-3 15 a 40 
A-4 4 a 25
A-5 2 ( o menos ) a 10 
A-6 e A-7 2 ( o menos ) a 5 
Compactación profunda
compactación dinámica: la compactación del suelo en
profundidad se consigue mediante el impacto en la
superficie del suelo de pesos en caída libre;
Vibro compactación: el aumento de la densidad del suelo
en profundidad se obtiene mediante vibraciones inducidas
en el suelo por equipos especiales;
Explosiones en profundidad: el aumento de la densidad
in situ se obtiene mediante la detonación de explosivos
introducidos en el suelo.
Compactación dinámica
Proceso de compactación del suelo en
profundidad, realizado mediante una serie
de impactos aplicados al suelo, a través
de la caída libre de pesos que caen
desde grandes alturas.
pesos: 80 a 250 kN
alturas: 10 a 30m
Compactación dinámica
n0 de golpes: hasta 10
colchón granular
cráteres de hasta 2,0m
Fase I : Compactación del suelo bajo altas energías de impacto
Compactación dinámica
• peso: 100 kN
• alturas: de 3 a 8m
• compactación de los cráteres rellenos y de la capa 
más superficial ( 1,0 - 1,5m)
• obtención de una superficie finalizada
Fase II : Compresión adicional de energía de bajo impacto
Vibro - Compactación
proceso de compactación del suelo en
profundidad, realizado mediante vibraciones
inducidas en el terreno por medio de
equipos especiales ("vibradores")
aumento de la capacidad de carga del terreno 
reducción de los recálculos
evitar la licuefacción
Vibro - Compactación
Fase I - Penetración: el vibrador se introduce en el terreno hasta la
profundidad deseada, normalmente mediante la inyección de agua a presión,
induciendo entonces la eliminación de los finos y la formación de un espacio
anular alrededor de la sarta de perforación (tras la penetración, la presión del
agua se interrumpe o es muy baja).
Vibro - Compactación
Fase II - Compactación: bajo la acción de fuerzas horizontales, las partículas
del suelo alrededor del vibrador se reordenan, pasando a un estado de mayor
compactación, para luego elevar lenta y gradualmente el vibrador con el
llenado simultáneo del espacio anular con suelo local o importado (formación
de una columna de suelo granular compactado).
Vibro - Compactación
Fase III - Tratamiento final: el proceso se repite en otros puntos del área de
interés, formando mallas adecuadamente espaciadas; al final de este proceso,
la superficie del terreno estabilizado se nivela y compacta con un rodillo de
superficie.
Explosiones en profundidad: el aumento de la densidad in situ se
obtiene mediante la detonación de explosivos introducidos en el terreno.
restringido a suelos granulares con menos del 15% de finos
Compactación por explosiones 
C
1
R 
W 3
• A: radio del área de influencia de la explosión;
• W : peso de la carga explosiva (kg de TNT);
• C : constante (en función del % de dinamita contenida en la carga 
explosiva)
(Lyman, 1942)
Compactación por explosiones 
(Kummeneje & Eide, 1961)
Tratamiento de compactación profunda