LA COMPACTACIÓN DE SUELOS

La compactación es el proceso realizado generalmente por medios mecánicos, por el cuál se produce una densificación del suelo, disminuyendo su relación de vacíos. El objetivo de la compactación es el mejoramiento de las propiedades geotécnicas del suelo, de tal manera que presente un comportamiento mecánico adecuado.

VENTAJAS

Aumento de resistencia y capacidad de carga

– Reducción de la compresibilidad

– Disminución de vacíos.

– Mejora el comportamiento esfuerzo-deformación del suelo.

– Incremento de estabilidad de taludes de terraplenes

APLICACIÓN

– Terraplenes para caminos y ferrocarriles

– Cortinas para presas de tierra

– Diques

– Pavimentos

– Mejoramiento de terreno natural para cimentación

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIÓN

1. Tipo de Suelo

Tiene influencia la granulometría del suelo, forma de sus partículas, contenido de finos, cantidad y tipo de minerales arcillosos, gravedad específica, entre otros. De acuerdo a la naturaleza del suelo se aplicarán técnicas adecuadas en el proceso de compactación En laboratorio, un suelo grueso alcanzará densidades secas altas para contenidos óptimos de humedad bajos, en cambio los suelos finos presentan valores bajos de densidades secas máximas y altos contenidos óptimo de humedad.

2. Energía Específica

La energía específica es la presión aplicada al suelo por unidad de volumen, durante cualquier proceso de compactación. En laboratorio, la compactación por impacto queda definida por:

donde:

E : Energía Específica

N : Número de golpes del pisón por capas

n : Número de capas

W : Peso del pisón compactador

h : Altura de caída del pisón

V : Volumen total del molde de compactación.

Ensayo Próctor Modificado : Ee = 27.2 kg-cm/cm

Ensayo Próctor Estándar : Ee= 6.1 kg-cm/cm

El empleo de una mayor energía de compactación permite alcanzar densidades secas mayores y óptimos contenidos de humedad menores, esto se comprueba al analizar los resultados obtenidos con las pruebas Proctor Estándar y Proctor Modificado.

3. Método de Compactación

En el campo y laboratorio existen diferentes métodos de compactación. La elección de uno de ellos influirá en los resultados a obtenerse.

4. La Recompactación

En laboratorio, a veces se acostumbra a utilizar un mismo especímen para obtener todos los puntos de la curva, esto causa una deformación volumétrica de tipo plástico que causan las sucesivas compactaciones. La compactación muy intensa puede producir un fracturamiento de las partículas y originar un material susceptible al agrietamiento.

5. Humedad

La humedad que nos permite alcanzar una compactación óptima es el óptimo contenido de humedad, la cuál nos permitirá alcanzar la densidad seca máxima. Si el contenido de humedad está por debajo del óptimo, el suelo es rígido y difícil de comprimir, originando densidades bajas y contenidos de aire elevados. Cuándo está por encima del óptimo, el contenido de aire se mantiene pero aumenta la humedad produciendo la disminución de la densidad seca.

6. Sentido de recorrido de la escala de humedad

En las pruebas de laboratorio, tiene influencia también el sentido en que se recorre la escala de humedades al efectuar la compactación, se obtienen curvas diferentes si se compacta comenzando con un suelo húmedo y luego se va agregando agua, ó si se empieza con un suelo húmedo y luego se va secando.

En el primer caso se obtienen densidades secas mayores ya que al agregar el agua está tenderá a quedar en la periferia de los grumos, penetrando en ellos después de un tiempo, por lo tanto la presión capilar entre los grumos es pequeña favoreciendo la compactación. En el segundo caso se obtienen densidades secas menores, ya que al evaporarse el agua e irse secando el suelo, la humedad superficial de los grumos se hace menor que la interna, aumentando la presión capilar haciendo mas difícil la compactación.

7. Temperatura y presencia de otras sustancias

Dependiendo de la temperatura puede producirse la evaporación ó condensación del agua, la presencia de sustancias extrañas, puede también producir variación del resultado en la obtención de la densidad seca.

LA CURVA DE SATURACIÓN

La curva de saturación representa las densidades de un suelo en estado de saturación, es decir cuando el volumen de vacíos es cero, razón por la cuál se le conoce también como “Curva de cero vacíos de aire” o de «saturación completa» Esta curva es prácticamente paralela a la rama derecha de la curva de compactación y varía en función del peso específico de sólidos del material.

La curva del  de saturación es una ayuda para dibujar la curva de compactación. Para los suelos que contienen más de un 10% de finos las dos curvas generalmente se hacen aproximadamente paralelas en el lado húmedo de la curva de compactación entre el 92% y 95% de saturación a contenidos de humedad muy por encima del óptimo. Teóricamente, la curva de compactación no puede cruzar a la derecha de la curva del 100% de saturación. Si ocurre así, hay un error en la gravedad específica de los sólidos, en las medidas, en los cálculos, en los procedimientos de ensayo, o en el gráfico.