COMPACTACION DE LOS SUELOS

COMPACTACION DE LOS SUELOSING. RICARDO AQUIJE MUOZSe entiende por compactacin de los suelos al mejoramiento artificial de sus propiedades mecnicas por medios mecnicos.La importancia de la compactacin de los suelos estriba en el aumento de resistencia y disminucin de capacidad de deformacin que se obtienen al sujetar el suelo a tcnicas convenientes que aumenten su peso especifico seco, disminuyendo sus vacos. Por lo general, las tcnicas de compactacin se aplican a rellenos artificiales, tales como cortinas de presas de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, bordos de defensa, muelles, pavimento, etc. Algunas veces se hace necesario compactar al terreno natural, como en el caso de cimentaciones sobre arenas sueltas.

Los mtodos usados para la compactacin de los suelos dependen del tipo de los materiales con los que se trabaje en cada caso.En la practica estas caractersticas se reflejan en los equipos disponibles para el trabajo, tales como plataformas vibratorias, rodillos lisos, neumticos o pata de cabra.En las ultimas pocas los equipos de campo han tenido gran desarrollo y hoy existen en gran variedad de sistemas o pesos, de manera que el ingeniero tiene posibilidad de elegir entre muchos, los implementos adecuados a cada caso particular.

El establecimiento de una prueba simple de compactacin en el laboratorio cumple, principalmente, dos finalidades.Por un lado disponer de muestras de suelos compactadas tericamente con las condiciones de campo, a fin de investigar sus propiedades mecnicas para conseguir datos firmes de proyecto; por otro lado, es necesario poder controlar el trabajo de campo, con vistas a tener la seguridad de que el equipo usado esta trabajando efectivamente en las condiciones previstas en el proyectoPRUEBAS DE COMPACTACIONActualmente existen muchos mtodos para reproducir, al menos tericamente, en el laboratorio unas condiciones dadas de compactacin de campo.Histricamente, el primer mtodo, en el sentido de la tcnica actual, es el debido a R.R. Proctor y es conocido hoy da como prueba Proctor Estandar o A.A.S.H.O (American Association of State Highway Officials). Estndar. La prueba consiste en compactar el suelo en cuestin en tres capas, dentro de un molde de dimensiones y forma especificadas, por medio de golpes de un pisn, tambin especificado, que se deja caer libremente desde una altura prefijada.El molde es un cilindro de 0.94 l de capacidad aproximada (1/30 pie 3), de 10.2 cm (4 pulgadas) de dimetro y 11.7 cm (4.59 pulgadas) de altura provisto de una extensin desmontable de igual dimetro y 5 cm (2 pulgadas) de altura.El molde puede fijarse a una base metlica con tornillo de mariposa.El pisn es de 2.5 Kg (5.5 libras) de peso y consta de un vstago en cuyo extremo inferior hay un cilindro metlico de 5 cm (2 pulgadas) de dimetro. Los golpes se aplican dejando caer el pisn desde una altura de 30.5 cm (12 pulgadas)Dentro del molde el suelo debe colocarse en tres capas que se compactan dando 25 golpes, repartidos en el rea del cilindro a cada una de ellas.Los datos que determinan la energa especifica en la prueba, fueron establecidos originalmente por Proctor como los adecuados para producir los pesos especficos secos que podan lograrse econmicamente ( es decir con un numero moderado de pasadas) con el equipo comercialmente disponibles en aquella poca.Con este procedimiento de compactacion Proctor estudio la influencia que ejerca en el proceso el contenido inicial de agua del suelo, encontrando que tal valor era de fundamental importancia en la compactacin lograda.En efecto, observo que a contenidos de humedad crecientes, a partir de valores bajos, se obtenan mas altos pesos especficos secos y por lo tanto, mejores compactaciones del suelo, pero que esta tendencia no se mantena indefinidamente, sino que al pasar la humedad de un cierto valor, los pesos especficos secos obtenidos disminuan, resultando peores compactaciones en la muestra. Es decir, Proctor puso de manifiesto que, para un suelo dado y usando el procedimiento descrito, existe una humedad inicial, llamada optima, que produce el mximo peso especifico seco que puede lograrse con este procedimiento de compactacin.Debido al rpido desenvolvimiento del equipo de compactacin de campo comercialmente disponible, la energa especifica de compactacin en la prueba Proctor Estndar empez a no lograr representar en forma adecuada las compactaciones mayores que podan lograrse con dicho nuevo equipo. Esto condujo a una modificacin de la prueba, aumentando la energa de compactacin, de modo que conservando el numero de golpes por capa se elevo el numero de estas de 3 a 5, aumentando al mismo tiempo el peso del pisn y la altura de cada del mismo. Las nuevas dimensiones son 4.5 Kg (10 libras) y 45.7 cm (18 pulgadas) respectivamente. La energa de compactacin es ahora 27.2 Kg cm/cm3 (56,200 libras pie/pie3), sobre la base de que el molde utilizado es el mismo que en la prueba Proctor Estandar.Obviamente el peso especifico mximo obtenido con esta mayor energa de compactacin resultar mayor que el obtenido en la prueba de Proctor Estandar y consecuentemente, segn la discusin precedente en torno al contenido inicial del agua, la nueva humedad optima ser ahora menor que en aquel caso. Esta prueba modificada es conocida como prueba Proctor modificada o A.A.S.H.O. modificada.La compactacin producida en los suelos por los diferentes equipos se ve, evidentemente, influida por el numero de veces sucesivas que aquellos pasen sobre el material tendido; la relacin entre los pesos especficos secos obtenidos en el campo y el numero de pasadas es abrupta en un principio; es decir, para las primeras pasadas,la compactacin crece muy rpidamente, pero cuando el equipo ha pasado varias veces el efecto de una pasada posterior disminuye, al grado que, econmicamente, se llega a un momento en que ya no compensa que el equipo pase mas veces sobre el suelo. En la practica se ha encontrado que el numero econmico de pasadas flucta entre 5 y 10, segn los casos.El numero de pasadas necesario para obtener un cierto peso especifico seco es funcin del equipo de campo usado; un equipo pesado lograra mas pronto el mismo efecto que otro mas ligero. Actualmente la tendencia es usar equipos de compactacin pesados, a fin de reducir el numero de pasadas sobre el material.Se define como grado de compactacin de un suelo compactado la relacin, en porcentaje, entre el peso especifico seco obtenido en la obra, y el mximo especificado en el laboratorio para tal obra.El material por compactar se deposita por capas generalmente de espesor comprendido entre 10 y 30 cm, siendo comn el de 20 cm.En obras importantes se recomienda siempre recurrir a secciones experimentales (ejemplo terraplenes de prueba) que permitan determinar el espesor de las capas y el numero de pasadas de un cierto equipo, para obtener el grado de compactacin deseado. El grado de compactacin de un suelo es:Gc(%)= Yd x 100 Yd max PRUEBA DE COMPACTACIONPRUEBA DE PROCTOR ESTANDAR Y MODIFICADAEQUIPOPara la realizacin de la prueba se requiere el siguiente equipo:*Molde Estndar de compactacin cilndrico, con extensin.*Pisn Estndar.*Gua metlica para el pisn.*Regla recta metlica.*Balanza de laboratorio.*Balanza de plataforma con sensibilidad de unos 50g y 15 Kg de capacidad.*Malla N4*Horno secador

PROCEDIMIENTO DE PRUEBAEl procedimiento de prueba se ajustara a lo siguiente:Squese al aire una muestra de unos 2.5 Kg de peso y retrese de ella todo el material mayor que la malla N4.Determnese y regstrese la tara del molde proctor teniendo colocada su placa de base.Mzclese la muestra con el agua suficiente para obtener una mezcla ligeramente hmeda, que aun se desmorone cuando se suelte despus de ser apretada en la mano.Divdase la muestra en el numero requerido de porciones, una por cada capa que vaya a usarse, aproximadamente iguales, que se pondrn en el cilindro, compactando cada capa con el numero de golpes requeridos, dados con el correspondiente pisn5. Cuidadosamente qutese la extensin del molde y enrsese la parte superior del cilindro con la regla metalice.6. Determnese y regstrese el peso del cilindro, con la placa de base y el suelo compactado.7. Retrese el suelo del molde y obtngase el contenido de agua de dos muestras representativas, de unos 100g, una obtenida de un nivel cercano al superior y otra de una parte prxima al fondo.8. Reptase el procedimiento anterior con un contenido de agua en el suelo ligeramente mayor y as, sucesivamente hasta que se hayan obtenido, por los menos dos puntos en la grafica de compactacin que se siten arriba de la humedad optima.9. Dibjense los resultados obtenidos en una grafica que tenga como abscisas, los diferentes contenidos de agua resultantes y como ordenadas los pesos especficos seco y de la masa. Dibjese tambin la curva de saturacin completa