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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA M.P.P PARA LA EDUCACIÒN SUPERIOR I.U.T “Dr. FEDERICO RIVERO PALACIO”

MECÀNICA DE LOS SUELOS ENSAYOS DECOMPACTACIÓN DESUELOS Y CONTROL DECOMPACTACIÓN EN CAMPO

BARROSO, Jonathan. Br. BLANCO, Daniel. Br. CARDIER, Luis. Br. FERRANTE, Bárbara. Br. FIGUEIRA, Gabriel. Br. ZAMORA, Mariana. Br.

Caracas, julio de 2013

RESÚMEN

La compactación es la densificación del suelo por medios mecánicos. Los ensayos de compactación de suelos son de gran importancia ya que a través de ellos se puede hallar ciertas características hidráulicas y mecánicas con la finalidad de usar estas particularidades para aumentar la resistencia de un suelo en el cual se va a construir una obra civil. Este grupo de prácticas tiene como objetivo fundamental el estudiar un tipo de suelo en específico, determinar sus pesos unitarios, densidades y humedades para así mejorar las propiedades del material. El ensayo de Proctor Normal tiene como finalidad determinar el peso unitario seco máximo y el porcentaje de humedad óptimo que alcanza una muestra de suelo fino o granular con mucho fino, empleando una energía de compactación de 600 kN-m/m3. En el caso del ensayo de Proctor Modificado, su finalidad es determinar el peso unitario seco máximo y el porcentaje de humedad óptimo que alcanza una muestra de suelo fino o granular con mucho fino, empleando una energía de compactación de 2700 kN-m/m3. En el ensayo de suelos granulares, su objetivo principal es determinar el peso unitario seco mínimo que alcanza una muestra de suelo granular (Norma ASTM D 4254-00), y además, determinar el peso unitario seco máximo que alcanza una muestra de suelo granular (Norma ASTM D 4253-00).En cuanto al método del cono de arena, se centra en la determinación del volumen de una pequeña cavidad en forma cilíndrica, donde se ha retirado parte del suelo compactado en ella; el peso del material retirado entre el volumen de la cavidad es igual a la densidad humedad del suelo. Previamente en laboratorio se determina la densidad de la arena normalizada como dato para el cálculo del volumen del hoyo de la excavación, todo esto con el fin de hallar la densidad in situ.Por otra parte el método de Speedy consiste en determinar de una manera fácil, rápida y accesible la humedad del suelo in situ a través de un manómetro de presión graduado que marca directamente porcentajes de humedad al hacer reaccionar el carburo con la humedad. Es imperativo destacar, que para elaboración de la curva de compactación de Proctor Normal, no se tomó en cuenta el 12% de humedad ya que colocando densidad seca obtenida con esta humedad en la gráfica, no obtenemos los resultados deseados.

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ÍNDICE

RESÚMEN ..................................................................................................................................2 MARCO REFERENCIAL ...........................................................................................................4 COMPACTACIÓN ..................................................................................................................4 DENSIDAD RELATIVA.........................................................................................................8 DENSIDAD DE CAMPO- MÉTODO DE CONO DE ARENA ..............................................9 DETERMINACIÓN EN CAMPO DE CONTENIDOS DE HUMEDAD EN SITIO.............12 MARCO METODOLÓGICO ....................................................................................................14 ENSAYO DE PROCTOR NORMAL ...................................................................................14 ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO ...........................................................................16 ENSAYO DEL CONO DE ARENA ......................................................................................18 MÉTODO DE SPEEDY ........................................................................................................19 ENSAYO DE MESA VIBRATORIA ....................................................................................20 TRATAMIENTO DE DATOS...................................................................................................22 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ........................................................................................29 Barroso, Jonathan ...................................................................................................................29 Blanco, Daniel ........................................................................................................................30 Cardier, Luis...........................................................................................................................31 Ferrante, Bárbara ....................................................................................................................31 Figueira, Gabriel ....................................................................................................................32 Zamora, Mariana ....................................................................................................................33 CONCLUSIONES .....................................................................................................................34 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................................36 ANEXOS ...................................................................................................................................38

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MARCO REFERENCIAL

COMPACTACIÓN La compactación es un proceso de estabilización que nos permite mejorar propiedades resistentes de una masa de suelo, mediante la reducción de su volumen. Su objetivo es el de disminuir la compresibilidad de una masa de suelo, esta a su vez implica disminución de permeabilidad y aumento de la resistencia al corte. Este método se utiliza para la construcción de terraplenes o presas de tierra, mejoramiento de sub-rasantes en vías y fundaciones, colocación de bases y sub-bases de pavimentos, entre otros. Esto indica que la densidad

obtenida de un suelo, de acuerdo al método de

compactación dado, dependerá de su contenido de humedad. El contenido que arroja peso unitario seco (γd) mayor, se le llama contenido de humedad óptimo. En general, esta humedad es menor que la del límite plástico, y disminuye al aumentar la compactación. El contenido de humedad lo podemos expresar de la siguiente forma: Ecuación 1 %𝑤 =

𝑤𝑤 . 100 𝑤𝑠

En donde: %w= porcentaje de humedad % ω = Porcentaje de humedad Ww: Peso del agua Ws: Peso del suelo seco

“La densificación de un suelo es de vital importancia ya que se disminuye la disposición del suelo a asentamientos bajo cargas, se establece un contacto más firme entre las partículas, aumentando la resistencia al corte y su capacidad de soporte por estar más denso y hacerse más estable. Además se disminuye la permeabilidad ya que la masa de suelo es más densa y su volumen de vacíos queda considerablemente reducido”. Según: Ing. Ugas, C. (1997).

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“Los métodos empleados para la compactación de suelos dependen del tipo de materiales con que se trabaje en cada caso. Existe un tipo de ensayo establecido para determinar la humedad óptima de consistencia de un suelo y la densidad seca máxima, con una energía de compactación dada, este ensayo se denomina ensayo de proctor, el cual es basado fundamentalmente de la granulometría de la muestra y la magnitud de la obra civil a implantar, para identificar qué energía de compactación, método que represente el diámetro del molde en donde se va a elaborar el ensayo, el número de capas que van dentro del molde y el número de golpes por capas”. Según: Ing. Ugas, C. (1997). Se tomaron en cuenta los dos tipos de ensayo: 

“El Proctor normal: el peso del martillo de compactación es de 2,5 kilogramos y presenta una altura de 30 centímetros, compactando el suelo en 3 capas con 25 golpes cada una”.



“El Proctor modificado: el peso del martillo de compactación es de 4,5 kilogramos y presenta una altura de 45 centímetros, compactando el suelo en 5 capas con 25 golpes cada una”. El Ing. Celso Ugas afirma que “Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da

nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos o áridos, en unas determinadas condiciones de humedad, con la condición de que no tengan excesivo porcentaje de finos, pues la prueba Proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente por la malla No 4, o que tengan un retenido máximo del 10 % en esta malla, pero que pase (dicho retenido) totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material tenga retenido en la malla 3/8” deberá determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la prueba de Proctor estándar”. Ugas también señala que: “El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de compactación máxima en el cual se obtiene la humedad óptima de compactación. El ensayo puede ser realizado en tres niveles de energía de compactación, conforme las especificaciones de la obra: normal, intermedia y modificada”.

Ecuación 2: % de humedad Wh=

%𝑤 ∗𝑊𝑠 100

+ 𝑊𝑠

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Dónde: Wh= peso húmedo de la muestra Ws=peso de la muestra.

Ecuación 3: Cantidad de Agua = wh-ws Dónde: Wh= peso húmedo de la muestra Ws= peso seco de la muestra

Ecuación 4: Densidad Húmeda 𝛾=

𝑤 𝑣

Dónde: 𝛾 =Densidad húmeda de la muestra W= peso de la muestra V= volumen de la muestra

Ecuación 5: Densidad Seca 𝛾𝑑 =

𝛾𝑢 1+

Dónde: 𝛾𝑑 = Densidad seca 𝛾𝑢= Peso Unitario húmedo = humedad Ecuación 6: % de humedad 

%ω= 𝑊𝑑 ∗ 100

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Dónde: %ω= porcentaje de humedad = agua (gr)

Wd= Peso muestra seca

Compactación de suelos granulares

Determinan la densidad de una muestra de suelo granular con poco fino (