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CATEDRATICO :
ING. JORGE LUIS AGUIRRE VILCAHUAMAN
CATEDRA :
MECANICA DE SUELOS APLICADO A CIMENTACIONES Y VIAS DE TRANSPORTE
PRESENTADO POR:
ARZAPALO CAMARENA, JANETCAMPOS HERRERA, ROLYLAPA QUISPE, WILMERREYNA TRILLO, YURIKOTORO MENDOZA, ROSA
TEMA: COMPACTACION DE SUELOS
INGENIERÍA CIVIL
UAPCOMPACTACION DE SUELOS
INGENIERIA CIVIL 1
DEDICATORIA: A nuestros padres por el apoyo
incondicional en la formación de nuestra carrera
profesional de Ingeniería Civil
UAPCOMPACTACION DE SUELOS
INDICE GENERAL
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INTRODUCCION
La compactación es ampliamente utilizada sobre los suelos requeridos en la construcción de
presas, carreteras, terraplenes, etc., con el fin de proporcionarles propiedades mecánicas
adecuadas. También, algunas veces se usa para mejorar el terreno natural para cimentaciones.
La compactación de suelo puede ser definida como la aplicación de acciones mecánicas al
suelo, provocando reacomodo de sus partículas sólidas, que resulta en un rápido incremento de
su densidad. Este proceso comprende la reducción de volumen total por la expulsión de aire que
ocupa los poros del suelo, manteniendo la cantidad de agua constante.
Proctor (1933) publicó un estudio sobre la compactación de suelos donde se apreciaron los
factores que intervienen en la compactación. Los factores condicionantes del proceso de
compactación generalmente aceptados son: humedad de compactación, método de
compactación, energía de compactación y tipo de suelo. Tradicionalmente, para una energía
dada, el resultado del proceso de compactación se refleja en la llamada curva de compactación
representada en el plano ρd-w. Esta curva muestra un máximo absoluto asociado a una
humedad óptima que algunas veces está acompañado de otro secundario de menor valor. La
sección de la curva que presenta menores contenidos de agua que el contenido óptimo se
denomina “lado seco” y la que presenta mayores valores “lado húmedo”. Un aumento de la
energía de compactación incrementa la densidad seca máxima y desplaza, hacia valores bajos,
el contenido de agua óptimo de compactación.
Las condiciones de compactación y el comportamiento de suelos compactados bajo distintas
trayectorias de tensiones y cambios de contenidos de humedad es un tema que ha recibido gran
atención por parte de los ingenieros, existiendo un gran número de trabajos y discusiones
reportados sobre el tema. El amplio cuerpo de conocimiento, sobre la compactación, acumulado
en años tiene, en gran medida, un fuerte carácter empírico y está muy ligado a la solución de
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problemas de diseño y construcción de obras de tierra. Como señalan Mendoza y Alberro (1992),
tradicionalmente la compactación de suelos ha sido tratada como una caja negra, relacionando
empíricamente las condiciones de compactación (causa) con las propiedades mecánicas del
suelo compactado (efecto). Ello ha contribuido a la resolución de problemas prácticos sobre el
comportamiento de los suelos compactados. Sin embargo, esta forma de abordar el tema no da
respuestas acerca de las causas de ese comportamiento.
En los últimos años se han reportado un gran número de trabajos de investigación cuyos
objetivos son principalmente aportar un mejor conocimiento de los suelos compactados con base
a modelos de comportamiento. Estos modelos de comportamiento permiten establecer patrones
consistentes en el comportamiento de los suelos compactados, integrar resultados
experimentales dentro de un esquema ordenado e identificar con mayor facilidad las tendencias
existentes. Asimismo, los trabajos experimentales proporcionan la información requerida para
crear, mejorar o validar modelos de comportamiento del suelo.
Los suelos compactados están en condiciones “no saturadas” durante su construcción y
operación. Según Barden (1965) es razonable aceptar ciertas similitudes de comportamiento
entre los suelos compactados y los suelos naturales desecados. En ambos casos, su
comportamiento se ve afectado por la presencia de agua y aire en los poros, lo cual repercute en
la existencia de una mezcla de fluidos más comprensible y la influencia de las presiones de aire
y agua sobre el estado de tensiones. A pesar de la clara evidencia de estas influencias en raras
ocasiones el comportamiento del suelo compactado se estudia teniendo en cuenta el efecto de la
succión.
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CAPITULO I
ASPECTOS GENERALES
1.1 DESCRIPCION DEL PROBLEMA
El presente trabajo se realiza para ampliar los conocimientos acerca de la compactación de suelos en
obras civiles. Se hace énfasis en el análisis del proceso de compactación y su aplicación práctica en
campo.
1.2 DEFINICION DEL PROBLEMA
Para las finalidades de este trabajo la compactación es un proceso mecánico destinado a mejorar las
características de comportamiento de los materiales térreos que constituyen la sección estructural de
las carreteras, los ferrocarriles o las aeropistas etc.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 OBJETIVOS GENERAL
Estudiar de manera practica la aplicación de la compactación de suelos a diferentes
obras civiles.
1.3.2 OBJETIVOS DE ESPECIFICOS
Explicar y describir el proceso de compactación para en las obras civiles como:
carretera, saneamiento, infraestructura.
Describir los equipos utilizados así como sus características y aplicación en la
compactación de suelos.
Elaborar esquemas y hojas de Excel para el control de compactación.
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1.4 JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DEL ESTUDIO
Aunque en forma general quedaron señalados en los objetivos, es evidente que conviene detallar
cuales son las características de comportamiento que pueden ser mejoradas al compactar un suelo.
En el caso de las vías terrestres existen tres de ellas cuya mejoría se busca prácticamente en todos
los casos. Son la deformabilidad, que implica la intención de disminuir la compresibilidad de los
suelos e incrementar su estabilidad volumétrica, especialmente ante la absorción o pérdida de agua;
la resistencia, especialmente al esfuerzo cortante, obviamente en el sentido de obtener los mayores
valores posibles y unas adecuadas relaciones esfuerzo-deformación que garanticen un balance
conveniente en el comportamiento.
Algunas otras características cuya mejoría se busca en ocasiones son la flexibilidad de la formación
(es decir, la no susceptibilidad al agrietamiento); la permeabilidad (cuyo control es mucho más típico
en la construcción de presas de tierra), y el incremento de la resistencia de los suelos compactados a
la erosión.
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CAPITULO II
MARCO TEORICO
2.1 BASE TEORICO
2.2 MARCO NORMATIVO
2.3 MARCO CONCEPTUAL
2.3.1 COMPACTACION DE SUELOS
La compactación es el proceso por el cual se consigue que el suelo expulse aire de sus
poros y las partículas se reordenen en una estructura más densa, con muy escasa o
nula modificación de su humedad.
La compactación consiste en un proceso repetitivo, cuyo objetivo es obtener una
densidad determinada para una relación óptima de agua, al fin de garantizar las
características mecánicas necesarias del suelo. En primer lugar se coloca sobre el
suelo natural existente, generalmente en capas sucesivas, un terreno con
características granulométricas adecuadas; posteriormente se modifica su humedad por
medio del secado o adición de agua y, finalmente, se le transmite energía de
compactación por el medio de golpes o de presión.
Para esto se utilizan diversos tipos de maquinarias, generalmente rodillos lisos,
neumáticos, pata de cabra, vibratorios, etc., dependiendo del tipo de suelo y las
especificaciones del proyecto.
Todo suelo posee condiciones ideales de compactación las cuales son determinadas
mediante ensayos de laboratorio. Esto se traduce en determinar la humedad requerida
bajo una energía de compactación dada, para obtener la densidad máxima seca que se
puede lograr para un determinado suelo. La humedad que se busca es definida como
humedad óptima y es con ella que se alcanza la densidad máxima seca, para la energía
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de compactación dada. Posteriormente se modifica su humedad por medio del secado
o adición de agua y, finalmente, se le transmite energía de compactación por el medio
de golpes o de presión.
Para esto se utilizan diversos tipos de maquinarias, generalmente rodillos lisos,
neumáticos, pata de cabra, vibratorios, etc., dependiendo del tipo de suelo y las
especificaciones del proyecto.
Todo suelo posee condiciones ideales de compactación las cuales son determinadas
mediante ensayos de laboratorio. Esto se traduce en determinar la humedad requerida
bajo una energía de compactación dada, para obtener la densidad máxima seca que se
puede lograr para un determinado suelo. La humedad que se busca es definida como
humedad óptima y es con ella que se alcanza la densidad máxima seca, para la energía
de compactación dada.
Es comprobado que el suelo se compacta a la medida en que aumenta su humedad, la
densidad seca va aumentando hasta llegar a un punto de máximo, cuya humedad es la
óptima. A partir de este punto, cualquier aumento de humedad no supone mayor
densidad seca, por lo contrario, una reducción de esta.
Los ensayos más importantes son el Proctor Normal o estándar y el Proctor modificado.
En ambos son usadas porciones de la muestra de suelo mezclándolas con cantidades
distintas de agua, colocándolas en un molde y compactándolas con una masa,
anotando las humedades y densidades secas correspondientes.
Una vez obtenidos estos valores los valores son representados en un gráfico de eje
cartesiano donde la abscisa corresponde a la humedad y la ordenada a la densidad
seca. Es así posible diseñar una curva (parábola) y conseguir el punto donde se
produce un máximo al cual corresponda la densidad máxima seca y la humedad
óptima.
La diferencia básica entre el ensayo Proctor Normal y el Modificado es la energía de
compactación usada. En el Normal se hace caer un peso de 2.5 kilogramos de una
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altura de 30 centímetros, compactando el suelo en 3 capas aplicando 25 golpes y, en el
Modificado, un peso de 5 kilogramos a una altura de 45 centímetros, compactando el
material en 5 capas aplicando 56 golpes. Esta diferencia se debe a la existencia de
modernos equipos de compactación más pesados que permiten densidades más altas
en campo.
A nivel internacional las Normas americanas, ASTM D-698 para el Proctor Normal y
ASTM D-1557 para el ensayo de Proctor modificado son las más utilizadas para estos
procedimientos. Creadas para determinar los parámetros óptimos de compactación y
asegurar las propiedades necesarias para la construcción del proyectos de fundación.
La compactación del suelo puede medirse con un penetrómetro de suelos. Mientras más
profundo y con facilidad penetre el suelo la sonda del penetrómetro de suelo, menor la
compactación, y, por consiguiente, mejor el suelo. Una fuerza baja (bajo número de
libras) significa que el suelo no está muy compactado. Menos compactación permite el
desarrollo de raíces profundas, fácil flujo vertical de agua y aumento en los espacios
(poros) de suelo. El aumento de los espacios (o poros) de suelo, también, se
correlaciona con una mayor estructura de agregados y un contenido de materia orgánica
más elevado.
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CAPITULO III
COMPACTACION DE SUELOS EN LAS OBRAS
3.1 COMPACTACION DE SUELOS EN CARRETERAS
3.2 COMPACTACION DE SUELOS EN OBRAS DE EDIFICACION
3.3 COMPACTACION DE SUELOS EN CANALES
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CAPITULO IV
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1 CONCLUSIONES
4.2 RECOMENDACIONES
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REFERENCIAS
Referencias bibliográficas
La ingeniería de Suelos en las vías de Terrestres Carreteras, ferrocarriles y aeropistas. Volumen
01. Alfonso Rico del Castillo. México: Limusa 2005. 460p.
Páginas de internet
http://www.sencico.gob.pe/gin/normalizacion/Actualizaciones/CE.010PUrbanos.pdf
http://www.lms.uni.edu.pe/Proctor%20Modificado.pdf
https://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/EM-2000/seccion-01/mtc115.pdf
http://www.bdigital.unal.edu.co/5495/58/71737500.2011_19.pdf
http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/6250/04CMbb04de13.pdf?sequence=4
http://materias.fi.uba.ar/6408/04a%20Compactacion.pdf
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ANEXOS O APENDICES
HOJA DE EXCEL, ESQUEMAS Y GRAFICOS
Se tiene que aplicar en todo lo que tenga que ver con mov. De tierras
Carreteras
Obra de riego
Infraestructura
Saneamiento
Edificaciones
Losas deportivas
Canales de riego
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