MECANICA_DE_SUELOS_INGENIERIA_AMBIENTAL

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MECANICA DE SUELOS 
INGENIERIA AMBIENTAL 
RODOLFO BARRERA OLMOS 
2017 
COMPACTACION DE SUELOS 
COMPACTACION DE SUELOS 
La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo 
suelto para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y 
en consecuencia , su capacidad de soporte y estabilidad entre otras 
propiedades. Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de 
ingeniería del suelo. 
COMPACTACION DE SUELOS 
USOS: 
 
Construcción de terraplenes para carreteras, presas de tierra, 
rellenos y muchas otras estructuras de la ingeniería, los suelos 
sueltos deben ser compactados para incrementar sus pesos 
específicos. 
 
 
La compactación incrementa las características de resistencia de 
los suelos, aumentando así la capacidad de carga de las 
cimentaciones construidas sobre ellos. La compactación disminuye 
también la cantidad de asentamientos indeseables de las estructuras 
e incrementa la estabilidad de los taludes de los terraplenes. 
 
COMPACTACION DE SUELOS 
• Aumenta la capacidad de soporte 
del suelo. 
 
 
 
• Reduce los asentamientos del 
terreno. 
 
 
 
 
• Reduce la permeabilidad del suelo, 
el escurrimiento y la penetración 
del agua. El agua fluye y el drenaje 
puede regularse. 
 
La compactación permite el mejoramiento de las siguientes 
propiedades de los suelos: 
COMPACTACION DE SUELOS 
• Reduce el esponjamiento y la 
contracción del suelo, ya que si 
hay vacíos, el agua penetra y 
habrá un esponjamiento en 
invierno y contracción en verano. 
 
 
 
• Impide los daños de las heladas, 
puesto que el agua se expande y 
aumenta de volumen al 
congelarse, haciendo que 
pavimentos se hinchen y losas y 
estructuras se agrieten. 
 
La compactación permite el mejoramiento de las siguientes 
propiedades de los suelos: 
COMPACTACION DE SUELOS 
 ¿Cómo se cuantifica la compactación del suelo? 
x DENSIDAD 
PRINCIPIOS GENERALES 
La compactación es la densificación del suelo por remoción de aire, lo que 
requiere energía mecánica. 
 
El grado de compactación de un suelo se mide en términos de su peso 
específico seco. Cuando se agrega agua al suelo durante la compactación, 
ésta actúa como un agente ablandador de las partículas del suelo, que hace 
que se deslicen entre sí y se muevan a una posición de empaque más denso. 
 
El peso específico seco después de la compactación se incrementa primero 
conforme aumenta el contenido de agua (figura 3.1). Note que a un contenido 
de agua w = O, el peso específico húmedo ɤ es igual al peso específico seco 
(ɤd) o sin embargo peso específico seco 
 
bajo este contenido de agua esta dado por la expresión: 
PRINCIPIOS GENERALES 
PRINCIPIOS GENERALES 
Más allá de un cierto contenido de agua w = w2, (figura anterior), 
cualquier incremento en el contenido de agua tiende a reducir el peso 
específico seco, debido a que el agua toma los espacios que podrían 
haber sido ocupados por las partículas sólidas. El contenido de agua 
bajo el cual se alcanza el máximo peso específico seco se llama 
contenido de agua óptimo. La prueba de laboratorio usada 
generalmente para obtener el peso específico seco máximo de 
compactación y el contenido de agua óptimo es la prueba Proctor de 
compactación (Proctor, 1933). 
 
Otros factores que afectan la compactación son el tipo de suelo y el 
esfuerzo de compactación (energía por volumen unitario), ver figura 
siguiente. 
PRINCIPIOS GENERALES 
PRINCIPIOS GENERALES – Tipo de Suelo 
La distribución granulométrica del suelo la forma de los granos del 
suelo, la densidad de sólidos del suelo y la cantidad y tipo de 
minerales arcillosos presentes, tiene una gran influencia en el peso 
específico seco máximo y en el contenido de agua óptimo. 
 
La figura anterior muestra curvas típicas de compactación para 
cinco suelos diferentes. Se observa que la curva de compactación 
en forma de campana, es típica de la mayoría de los suelos 
arcillosos. 
 
Para arenas, el peso específico seco tiene una tendencia general a 
decrecer primero, conforme el contenido de agua crece, y luego a 
incrementarse a un valor máximo con aumentos de agua. El 
decremento inicial del peso específico seco con un incremento del 
contenido de agua se atribuye al efecto de la tensión capilar. A 
bajos contenidos de agua, la tensión capilar en los poros inhibe la 
tendencia de las partículas de suelo a moverse alrededor y ser 
compactadas densamente. 
 
EFECTO DEL ESFUERZO DE COMPACTACIÓN 
La energía de compactación por volumen unitario E usada para la 
Prueba Proctor Estándar 
EFECTO DEL ESFUERZO DE COMPACTACIÓN 
Efectos de la energía de compactación sobre la compactación de 
una arcilla arenosa. 
METODOS DE COMPACTACIÓN 
COMPACTACIÓN ESTÁTICA O POR PRESIÓN 
COMPACTACIÓN POR IMPACTO 
COMPACTACIÓN POR VIBRACIÓN 
COMPACTACIÓN POR AMASADO 
ELECCION DEL METODO DE COMPACTACIÓN 
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 trabajos 
7. Economía 
ELECCION DEL METODO DE COMPACTACIÓN 
SUELOS GRANULARES : Se compactan mejor por vibración. La vibración 
reduce las fuerzas de fricción, dejando que las partículas caigan 
libremente por su propio peso. - Pisones - Rodillo Pata de Cabra y 
Neumático - Circulación adecuada del equipo de transporte 
 
SUELOS COHESIVOS : Se compactan mejor por amasado e impacto. La 
tendencia de los suelos es combinarse, formando laminaciones continuas 
con espacios de aire entre ellas, impidiendo que caigan partículas en los 
vacíos con la vibración. La fuerza de impacto produce un esfuerzo de 
cizalle que junta las laminaciones ,oprimiendo las bolsas de aire hacia la 
superficie. - Placas y rodillos vibratorios - Masas desde altura. 
Rodillos lisos Rodillos lisos: se utilizan en gravas y arenas mecánicamente 
estables. 
 
Rodillos neumáticos: se usa en arenas uniformes y suelos cohesivos, 
humedad cercana a limite plástico. 
 
Rodillos “pata de cabra”: suelos finos, humedad entre 7 a 20 % por por 
debajo del limite plástico 
 
Rodillo vibratorio: se utiliza especialmente en suelos granulares