Estabilización y calidad de los suelos

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Nueva Visión de la Calidad:Nueva Visión de la Calidad:
ESTABILIZACION DE SUELOS
“ASEGURAMIENTO, CONTROL Y AUDITORIA DE LA CALIDAD 
EN LOS PROYECTOS Y CONSTRUCCIONES DE OBRAS DE 
TIERRA”.
� Aseguramiento de la Calidad � Etapa de Proyectos, Rol del Ing. 
Proyectista.
�Control de Calidad � Etapa de construcción , Rol del Ing. Inspector e Ing. 
Residente.
�Auditoria de la Calidad � Producto Finalizado 
Nueva Visión de la Calidad:
ALCANTARILLA CORROIDA Y DAÑADA
Nueva Visión de la Calidad:
Inundación del Río Guaire 
Control de Compactación:Control de Compactación:
ESTABILIZACION DE SUELOS
El control de la construcción de estructuras de tierra y particularmente en 
terraplenes involucran una gran cantidad de actividades, desde los controles del 
proyecto, los controles en la selección y manejo de los materiales de tierra y de 
las especificaciones del proyecto y por ultimo el control de la compactación en 
el sitio de obra. 
Se vio con anterioridad que se usa para el diseño de un patrón de 
compactación un ensayo de laboratorio para la compactación (Ensayo Proctor), 
patrón que esta definido por dos variables o parámetros : La densidad máxima 
seca (�dmax) y la Humedad optima (wopt.). Estos mismos parámetros nos 
servirán para realizar el control de la compactación en campo. 
Grado de Compactación en Campo:Grado de Compactación en Campo:
ESTABILIZACION DE SUELOS
Esta definido este valor como la relación porcentual entre la densidad seca del 
terraplén en campo con la densidad máxima seca obtenida en el laboratorio. 
También se le denomina Compactación Relativa y esta definida como sigue:
100*
.maxd
dcampoGc
γ
γ
=
Donde:
Gc= Grado de Compactación
�dcampo= Densidad Seca de Campo.
�dmax= Densidad Seca Máxima de Laboratorio (obtenida del Proctor)
Grado de Compactación en Campo ( continuación):Grado de Compactación en Campo ( continuación):
ESTABILIZACION DE SUELOS
Con respecto a lo mencionado anteriormente el control se basa en determinar la 
densidad seca de campo y luego se determina con ella el grado de compactación 
estableciendo criterios de aceptación y rechazo (para la mayoría de las obras se habla de 
un 95% de grado de compactación aunque depende de las especificaciones especificas 
del proyecto). Junto con el GC puede haber un requisito del contenido de humedad de 
compactación por ejemplo: 
- 3 % mas húmedo del optimo.
- ± 1.5 % de la humedad optima.
- 3 % mas seco del optimo.
Al tener los criterios de aceptación y rechazo también se puede realizar un análisis 
estadístico (esto es porque rara vez el 100 % de los ensayos cumple con las 
especificaciones).
El numero de ensayos que deberán realizarse sobre una capa o sobre todo el terraplén 
dependerá del tipo de terraplén y del volumen de suelo compactado.
En la medida que se sea capaz de obtener el GC especificado no debe importar como se 
obtiene o que equipo se utiliza (ya queda a criterios económicos y de rendimiento)
Grado de Compactación en Campo ( continuación):Grado de Compactación en Campo ( continuación):
ESTABILIZACION DE SUELOS
Los puntos donde se realizaran las pruebas para determinar la densidad podrán ser 
seleccionados de varias formas entre otras tenemos:
� Buscando los puntos que pudieran resultar mas débiles usando para ello un instrumento 
punzopenetrante tal como una cabilla de pequeño diámetro (1/2”)
� Mediante el uso de una tabla de números aleatorios para seleccionar la ubicación de los 
puntos de ensayo sin que estos sean preconcebidos.
1 2
3
4 5
6
7 8
9
�����
��������	��
�����
� �

����������
� Mediante el uso de funciones de calculadoras de bolsillos (RAN#) para obtener los 
números aleatorios para determinar el punto de ubicación del ensayo ya sea por 
coordenadas o por lotes.
Métodos para la determinación de la densidad de campo:Métodos para la determinación de la densidad de campo:
ESTABILIZACION DE SUELOS
Existen Varios métodos para obtener los valores de la densidad seca y la humedad en 
campo que permiten determinar el grado de compactación, estos métodos los podemos 
separar en dos grupos:
� Métodos Destructivos.
� Métodos no Destructivos.
Métodos Destructivos: 
Se denominan así porque su aplicación conlleva necesariamente la extracción y rotura 
del suelo en el área donde se realiza la prueba.
Los pasos necesarios para los ensayos destructivos comunes son los siguientes:
o Ubicar el lugar del ensayo.
o Excavar un hoyo en el relleno de la profundidad deseada. El tamaño del hoyo 
dependerá del T.M.N. del material del relleno. Se pesa el suelo húmedo (Wh).
o Se toma una muestra para obtener el contenido de humedad del relleno.
o Se mide el volumen del material excavado. Las técnicas comúnmente empleadas 
incluyen el cono y arena y el método del balón. 
Métodos para la determinación de la densidad de campo:Métodos para la determinación de la densidad de campo:
ESTABILIZACION DE SUELOS
Todos los métodos destructivos son volumétricos y los principales son:
� Método del cono y placa con el uso de arena de Ottawa: 
El equipo usado esta constituido por una placa base que se fija a la superficie del suelo 
y que tiene una abertura de diámetro de 4“ o de 6”, un cono del mismo diámetro de la 
abertura de la placa que es fijado a un frasco que contiene arena de Ottawa. El cono tiene 
incorporada una válvula que permite el flujo de la arena.
La arena de Ottawa, tiene características especificas, es una arena silicia con poca 
absorción de agua. Con el objeto que su peso especifico permanezca constante, es una 
arena de tamaño uniforme, pasante del tamiz #20 y retenida toda en el tamiz # 30, estas 
características le permiten fluir con soltura a través del cono hacia el suelo. La densidad o 
peso unitario de la arena es determinada en el laboratorio mediante un procedimiento 
sencillo.
Métodos para la determinación de la densidad de campo:Métodos para la determinación de la densidad de campo:
ESTABILIZACION DE SUELOS
�Método hidroneumático: 
También es un método volumétrico, pero en este caso el volumen del suelo extraído se 
obtiene con el uso de agua sometida a presión de aire con el uso de un cilindro graduado, 
que tiene una válvula que permite darle presión al agua y un pequeño balón de una 
membrana neumática.
� Método del Aceite: 
Es usado solamente en suelos finos e impermeables, abriendo un orificio que se llena 
posteriormente de aceite de motor. Se mide el volumen de aceite que ocupa el orificio. Al 
igual que en casos anteriores se determina el peso unitario húmedo y el peso unitario seco 
del suelo.
Este método no es muy recomendable, por los grandes errores que ocasiona.
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Compactación en campo:Compactación en campo:
Equipo del Cono y arena. Ensayo en Proceso.
Métodos para la determinación de la densidad de campo:Métodos para la determinación de la densidad de campo:
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Métodos No Destructivos: 
Estos métodos determinan indirectamente el peso unitario y el contenido de humedad 
del suelo. El método mas usado es:
El Densímetro Nuclear:
Es un método no destructivo que determina el peso unitario y el contenido de humedad 
usando emisiones de isótopos radioactivos al suelo durante un tiempo que va de 1 a 3 
minutos.
El dispositivo captador se activa para detectar la radiación no absorbida por el suelo y el 
agua, luego da una lectura directa de ambos valores.
Estos equipo tienen varias ventajas sobre los tradicionales: 
� Capacidad para un mayor numero de ensayos.
� Obtención directa de peso unitario y contenido de humedad.
� La ejecución de una mayor cantidad de ensayos da un mejor control estadístico. 
Métodos para la determinación de la densidad de campo:Métodos para la determinación de la densidad de campo:
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El Densímetro Nuclear (continuación):
Las principales desventajas son: 
� Alto costo inicial del equipo.
� Riesgo de potencial radioactividad.
� Necesidad de calibraciones cuidadosas y repetidas. Se calibran con cono y arenapara 
densidad y con secado al horno para contenido de humedad.
� Pequeña profundidad efectiva de la determinación. Entre 2 y 5 CMS (dependiendo de 
la potencia del radioisótopo usado).
� Necesidad de una cuidadosa preparación de la superficie ya que la profundidad 
efectiva del ensayo es muy reducida.
� Para su adquisición se debe tener un aprobación y entrenamiento por parte del 
ministerio que rige los materiales radioactivos.
Los equipo nucleares solo pueden ser justificados para grandes proyectos en los que 
sea necesario un gran numero de ensayos. 
ESTABILIZACION DE SUELOS
Equipo del Densímetro Nuclear Ensayo en Proceso.
Compactación en campo:Compactación en campo:
Métodos para la determinación de la densidad de campo:Métodos para la determinación de la densidad de campo:
ESTABILIZACION DE SUELOS
El Densímetro Eléctrico :
Beneficios:
• Alternativa a los métodos del cono de arena, secado por horno y a densímetros nucleares 
– sin fuente nuclear
• No se requiere técnico con licencia.
• Fácil de aprender y simple de utilizar
• Aplicaciones confiables y tecnología de RF punto a punto.
• Exacto, robusto y ligero
• Resultados de la medida en dos a tres minutos.
Usos:
Densidad, humedad y prueba de aceptación de materiales compactados para:
• Terraplenes y rellenos
• Bases, sub – bases y sub – rasantes de caminos
• Rellenos sanitarios fosos
• Todos los suelos de construcciones
Métodos para la determinación de la densidad de campo:Métodos para la determinación de la densidad de campo:
ESTABILIZACION DE SUELOS
El Densímetro Eléctrico (Continuación):
Las principales desventajas son: 
� Alto costo inicial del equipo.
�Necesidad de calibraciones cuidadosas y repetidas. Se calibran con cono y arena, se 
debe realizar un “modelo de suelo”.
� Nuevo en el mercado con poca aceptación.
� Manipulación mas compleja con respecto al densímetro nuclear.
Métodos para la determinación de la densidad de campo:Métodos para la determinación de la densidad de campo:
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