INTRODUCCIÓN De confo conform rmid idad ad a las las norma normass esta establ blec ecid idas as,, se desar desarro roll lló ó el ensa ensayo yo Comp Compac acta taci ción ón tipo tipo Proct Proctor or modic modicad ado o , el cual descr describ ibir iremo emoss a continuación. Cada uno de los materiales utilizados, procedimientos y cálculos se especicaran por medio de los métodos explicados, tanto en la norma, como en las instrucciones del técnico de laboratorio y los libros especializados en la materia. Cabe Cabe señalar señalar que cada cada una de las obras obras de construc construcció ción, n, es de ran import importanc ancia ia tener tener bien bien denid denidas as las propied propiedade adess que tiene tiene el suelo suelo yaqué este es la base sobre la cual se realizara el proyecto. !n muc"os casos dic"as propiedades no cumplen con lo que buscamos en ellas, sin embaro, se pueden realizar alteraciones en estas para poder obtener las propiedades satisfactorias. #na #na opci opción ón que que nos nos permi permite te tene tenerr cara caract cter$ er$st stic icas as de suel suelo o que que nos nos sir%an para nuestra construcción es la de la sustitución de terreno por uno de propiedades ideales. &in embaro este es un procedimiento de alto costo, por lo que en muc"os casos se deben buscar otras soluciones con el suelo que tenemos. 'a compactación es un procedimiento que nos nos permi permite te me(ora me(orarr el func funcio iona nami mien ento to del suel suelo o que que tenem tenemos os en nuestro terreno. !ste me(ora propiedades como la resistencia al esfuerzo cortante, densica el suelo y reduce los asentamientos al iual que la permeabilidad. !ste es de menor costo, sin embaro, no en todos los casos es factible el uso de esta técnica de me(oramiento del suelo. !s importante obtener la cur%a de compactación, y por medio de esta una una "ume "umeda dad d opti optima ma,, para para lor lorar ar alca alcanz nzar ar el máxi máximo mo rad rado o de comp compac acta taci ción ón.. 'as 'as prue prueba bass que que se real realiz izan an en los los labo laborat ratori orios os nos nos ener eneran an una una idea idea muy muy cerc cercan ana a de la "umed "umedad ad opti optima ma de nues nuestr tro o ter terreno, eno, esto esto en el caso aso de que que se real ealicen cen corr orrecta ectame ment nte e los los procedimientos de obtención y preparación de la muestra con el ob(eti%o de que se obtena lo más representati%a posible.
Contenido INTRODUCCIÓN................................................................................................) COMPACTACIÓN DE SUELO TIPO PROCTOR..................................................* PROCTOR ESTÁNDAR (ASTM D - 698)...........................................................* PROCTOR MODIFICADO (ASTM D - 1557).....................................................* 1. GENE GENERA RALI LIDA DADE DES S........................................................................................* 1.1. 1.1. Mét Mét! !" " !# $%& $%&'$ '$t' t'$ $* *.................................................................+ 1.1. 1.1.1. 1. P+$ P+$t t++ #"t,* #"t,*!' !'+ +..........................................................................+ 1.1. 1.1.. . P+$ P+$t t++ %! %!/$ /$'! '! ...................................................................... 1.1.0. 1.1.0. D#+#*$' D#+#*$'" " #*t+# P+$t+ P+$t+ #"t,*!' #"t,*!'++ 2 P+$t+ P+$t+ %!/$'! %!/$'!.... 1.. 1.. Mét! Mét!" " !#3 #*"' #*"'2 2 P+$t P+$t++ M!/$' M!/$'! !......................................... OUTLINE...................................................................................................... .1. .1. O4#t 4#t" "............................................................................................. .. A3$'*$#................................................................................................ .0. M#"t #"t+'" '"............................................................................................. .. .. M't#+ t#+'3 '3#" #"........................................................................................... .5. .5. P+$ P+$#! #!% %# #*t *t ..................................................................................../ .5.1. .5.1. P+#&' P+#&'+'$ +'$* * !# %#"t+ %#"t+'" '"............................................................/ .5.. .5.. D#t#+% D#t#+%*' *'$ $* * !# 3' 3' !#*" !#*"!'! !'!..................................................)0 .6. .6. C,3$ C,3$3 3" " 2 +#" +#"3t 3t'! '!" "......................................................................)0 .7. .7. D" D"$" $"* *...........................................................................................) .8. .8. C*$ C*$3 3" "* *#" #".....................................................................................) .9. .9. R## R##+# +#*$ *$' '" ".......................................................................................)12!34&............... 12!34&................................... ........................................ ........................................ ....................................... .................................. ............... )5
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
6
COMPACTACIÓN DE SUELO TIPO PROCTOR PROCTOR ESTÁNDAR (ASTM D - 698) PROCTOR MODIFICADO (ASTM D - 1557)
1. GENERALIDADES 'as técnicas de compactación son de ran importancia en la mayor$a de obras ci%iles para me(orar el suelo existente sin tener que aplicar sustitución. 7al es el caso de terraplenes de relleno, presas de tierra, pa%imentos, cimentaciones, entre otros. !n terrenos de arena suelta es me(or aplicar métodos de %ibración que permiten una me(or densicación del material, tal como lo suiere 8ra(a Das 9600):. !l término compactación se utiliza en la descripción del proceso de densicación de un material mediante medios mecánicos. !l incremento de la densidad se obtiene por medio de la disminución de la cantidad de aire que se encuentra en los espacios %ac$os que se encuentra en el material, manteniendo el contenido de "umedad relati%amente constante. !n la %ida real, la compactación se realiza sobre materiales que serán utilizados para relleno en la construcción de terraplenes, pero también puede ser empleado el material in situ en proyectos de me(oramiento del terreno. !l principal ob(eti%o de la compactación es me(orar las propiedades inenieriles del material en alunos aspectos; 1umentar la resistencia al corte, y por consiuiente, me(orar la
estabilidad, de terraplenes y la capacidad de cara de cimentaciones y pa%imentos. Disminuir la compresibilidad y, por consiuiente, reducir los asentamientos. Disminuir la relación de %ac$os y, por consiuiente, reducir la permeabilidad.
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
*
Fig.1: Compactación de un suelo
1.1.Mét!" !# $%&'$t'$* 1.1.1. P+$t+ #"t,*!'+ 'a prueba consiste en compactar el suelo a emplear en tres capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 6 olpes en cada una de ellas 9- para el =étodo C: con un pisón de 6, >?@ de peso, que se de(a caer libremente desde una altura de *0, >cm@.
&e realiza una muestra del suelo y compactándola en un recipiente de )A*0ft*90.000/+ m*: de capacidad en tres capas. &e de(a caer un pisón ).6 lb 96. ?: de peso con una supercie de impacto de *.) in6 96 000 mm6: desde una altura de )6 in 9*00 mm: 6 %eces sobre cada una de las capas, de iual espesor con el que se %a llenando el recipiente. 'ueo se pesa el con(unto, se le resta el recipiente y se reistra el peso como peso "Bmedo. !l material se seca al "orno y se determina el peso de "umedad. !l !nsayo Próctor !stándar también es conocido como !nsayo 11&74 7// 91merican 1ssociation of &tate iEay and 7ransportation 4Fcials 1sociación 1mericana de 1encias !statales de Carreteras y 7ransportes:.
Fig.2: Compactación tipo Proctor estándar MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
+
1.1.. P+$t+ %!/$'! 'a prueba consiste en compactar el suelo a emplear en cinco capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 6 olpes en cada una de ellas 9- para el =étodo C: con un pisón de +, >?@ de peso, que se de(a caer libremente desde una altura de +,5 >cm@.
7odo método de compactación, sea por impacto, como es el caso del !nsayo Próctor, o bien por amasado, %ibración o compresión estática o dinámica, produce estabilización del suelo al transferirle ener$a al mismo. Ciertamente, no existe equipo de compactación aplicable al terreno que sea contraparte o comparable al ensayo de impacto en el 'aboratorio 9a diferencia de lo que ocurre en el caso de ensayos de amasado, %ibración o compresión de laboratorio que encuentran su contraparte en los rodillos pata de cabra, %ibroGcompactadores, de rueda lisa, etc.:. 2o obstante ello, es tanta la experiencia que se "a acumulado sobre la prueba patrón Proctor, as$ como la ran cantidad de información que da indicio de su ecacia, que desde el comienzo de su implementación "asta el presente es un método aceptado y referenciado en un sinnBmero de plieos de obras.
Fig.3: Compactación tipo Proctor Modificado
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
1.1.0. D#+#*$'" #*t+# P+$t+ #"t,*!'+ 2 P+$t+ %!/$'! 'a diferencia básica entre el ensayo Proctor 2ormal y el =odicado es la ener$a de compactación usada. !n el 2ormal se "ace caer un peso de 6. ?iloramos de una altura de *0 cent$metros, compactando la tierra en * camadas con 6 olpes y, en el =odicado, un peso de ?iloramo de una altura de + cent$metros, compactando la tierra en camadas con 0 olpes.
1..Mét!" !#3 #*"'2 P+$t+ M!/$'!
Mét! A: =olde; + in de diámetro 9)0),-mm: =aterial; &e emplea el que pasa por el tamiz 2H + 9+,5 mm:. Capas; Iolpes por capa; 6 #so; Cuando el 60J ó menos del peso del material son retenidos en el tamiz 2H + 9+,5 mm:. 4tros #sos; &i el método no es especicadoK los materiales que cumplen éstos requerimientos de radación pueden ser ensayados usando =étodo 8 ó C.
Mét! ;: =olde; + in 9)0),- mm: de diámetro. =ateriales; &e emplea el que pasa por el tamiz de *A pul 9/,
mm:. Capas; Iolpes por capa; 6 #sos; Cuando más del 60J del peso del material es retenido en el tamiz 2H + 9+,5mm: y 60J o menos de peso del material es retenido en el tamiz *A in 9/, mm:. 4tros #sos; &i el método no es especicado, y los materiales entran en los requerimientos deradación pueden ser ensayados usando =étodo C.
Mét! C: =olde; - in 9)6,+mm: de diámetro. =ateriales; &e emplea el que pasa por el tamiz L in 9)/,0 mm:. Capas; Iolpes por Capa; MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
-
#sos; Cuando más del 60J en peso del material se retiene en
el tamiz *A in 9/,* mm: y menos de *0J en peso es retenido en el tamiz L in 9)/,0 mm:. !l molde de - puladas 9)6,+ mm: de diámetro no será usado con los métodos 1 o 8
Esquema 2: uelo para cada procedimiento
Esquema 1: Métodos para Estándar Modificado
.
OUTLINE .1. O4#t"
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
5
Determinar la Densidad &eca =áxima y el Contenido de
umedad Mptimo del suelo a estudiarK mediante el método de compactación adecuado al tipo de suelo con el que contamos. Determinar la relación entre la "umedad y el peso unitario de los suelos compactados. Dibu(ar una cur%a donde se aprecien las coordenadas del punto máximo, que serán la densidad seca máxima y la "umedad óptima.
.. A3$'*$# !s con%eniente indicar que si bien es cierto en este
presente informe plasmamos información sobre los dos tipos de compactación Proctor9 estándar y modicado:K los cálculos realizados a partir del ensayo en laboratorio, se basan en el tipo de compactación Proctor modicado.
.0. M#"t+'" Para la realización de este ensayo se utilizaron muestras que
nos proporcionó el técnico del laboratorio.
.. M't#+'3#"
Pisón. =allas de LN, *AN y 2O+. orno 7aras =olde Collar del molde 8alanza de 60 9) Q 0.) : !nrasador de borde recto
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
.5.
P+$#!%#*t .5.1. P+#&'+'$* !# %#"t+'" De(ar secar al aire o en "orno R -0OC por un tiempo
mayor a ) "oras 9Sntemperie:. =uestreamos y procedemos al cuarteo del material a ensayar 9* ? aproximadamente:. 7amizamos el material, para lo cual se "izo de las mallas indicadas anteriormente, para "allar la ranulometr$a lobal. De acuerdo a las condiciones que debe cumplir para eleir el método a usar, cumplió con las condiciones del método C.
.5.. D#t#+%*'$* !# 3' !#*"!'! Colocamos un el material en un recipiente. 1 la muestra también es necesario %aciarle una
determinada cantidad de aua. Determinar la masa del molde con la base. MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
/
Poner el collar en el molde. 'lenar el molde con el collar en capas y - olpes en
cada una 9'a Bltima debe entrar aprox. ) cm en el collar: Tuitamos el collar y enrasar. Determinar la masa del molde con la base y el material compactado. !xtraemos el material del molde, lo partimos por la mitad y tomamos de la parte central una pequeña cantidad para determinar la "umedad. Calculamos el contenido de "umedad Pesar; el recipiente %ac$o 9tara: K el recipiente con la muestra tomada del molde y el recipiente con muestra después de secar en estufa a )0H C.
.6. C,3$3" 2 +#"3t'!" P#"
!#
%#"t+'
24300 9r.:
*$'3
G+'*3%#t+<' =34'3 &'+' #3#=+ #3 &+$#!%#*t =allas Peso
J Tue pasa acumulado )00.00 -5 *5 0.00
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
) 0
)00 C#
> ?# &'"' A$%3'!
0 50 -0 0 +0 *0 60 )0 0 )00.000
)0.000
).000
A4#+t+' !# %'33' (%% )
℘
C'3$3'%" #3 &+$#!%#*t $* 3' "=#*t# t'43' PROCEDIMIE NTO 1
8 C
•
=3&#"
-
=enos que el 60J es retenido en el tamiz 2O + =ás que el 60 J es retenido en el tamiz 2O+ y menos que 60 J en el tamiz 2O *AN =ás que el 60 J es retenido en el tamiz *AN y menos que *0 J en el tamiz 2O *A+N
Con nuestros datos de ranulometr$a deducimos que usaremos el método VCN.
PROCEDIMIENTO(C) - pl de Y %3!# $'&'"
CONDICIONES
PESO PARA LA TANDA 6*.5 3 )) 0@8 )-0 *B 3 Y ROCAS MECÁNICA DE*0 SUELOS *B *5 3 60* 00
) )
D't" 2 $,3$3" &'+' 3' !#*"!'! 155 =+
OLUMEN MOLDE($%0) ) 6
PESO DEL MOLDE(=+) 2umero de ensayo Peso de la muestra compactada Z -)50 molde Peso suelo "Bmedo compactado 60) Peso %olumétrico "Bmedo 6.)
*
DEL 909 $%0 +
-606
-605
-)/-
60+5
606
60+)
6.)
6.)/
6.)5
D#*"!'! %#!' ρh=
( Pesode lamuestra compactada +molde )−( peso del molde ) Volúmendel molde
Peso muestra 6170− 4155 3 Densidad humedad γ 2.147 gr / cm ( )= = = m • Volumen 939
•
Peso muestra 6202− 4155 Densidad humedad ( γ m )= = =2.180 gr / cm3 Volumen 939
•
Peso muestra 6207 −4155 Densidad humedad ( γ m )= = =2.185 gr / cm3 Volumen 939
•
Peso muestra 6196 −4155 Densidad humedad ( γ m )= = =2.174 gr / cm3 Volumen 939
D#*"!'! "#$' MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
) 6
γ d =
•
2.147 1
γ d =
•
•
3.00
+
3.43
+
=¿
100
2.169 1
=¿
100
2.185 1
γ d =
+
=¿
100
2.180 1
γ d =
+
2.55
3.96
=¿
100
.9
.117
gr / cm
gr / cm
3
3
.110
gr / cm
3
.91
gr / cm
3
D't" 2 $,3$3" &'+' #3 $*t#*! !# %#!'! CONTENIDO DE HUMEDAD
) 60/.5* 60+.* 1.97 +./0 )/)..55 .96
6 )-5.* )-*.*) 1.6 +.6 )0.5) 0. .1
* ).+ )6.- 1.75 .* )-/./0 0.0 .15
+ )6.-0 )6*.* 66.51 6.6 -.+ 0.96 .09
C*t#*! !# %#!'! PESO DEL AGUA W = # 100 PESO DE LA MUES!A SOL"DA
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
) *
•
•
$% =
T'+' 1
>
4.90 196.81
&
•
•
4.52 150.71
T'+'
γd
9 117 110 91
6. *.00 *.+* *./$% =
=2.55
=3.00
T'+' 0
$% =
T'+'
$% =
D't" /*'3#"
5.83 169.90 2.25 56.84
= 3.43
=3.96
&'+'
4t#*#+
3'
$+' !#
$%&'$t'$*
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
) +
D('=+'%' !# C7+6' !# C%&'$t'$()* 6.)6 6.)6 6.)) 6.)) 6.)
\9densidad seca:
6.) 6.0/ 6.0/ 6.0 6.0 6.+
6.-
6.
*
*.6
*.+
*.-
*.
+
+.6
J[ 9contenido de "umedad:
C'!+ !# +#"3t'!" /*'3#" MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
)
P!&4 D!' =4'D!9: 4155 2umero de ensayo Peso suelo Z molde Peso suelo "Bmedo compactado Peso %olumétrico "Bmedo C427!2SD4 D! #=!D1D Peso suelo "Bmedo Z tara Peso suelo seco Ztara Peso tara Peso de aua Peso de suelo seco Contenido de aua Peso %olumétrico seco Densidad máxima seca9=.D.&: 4ptimo contenido de "umedad94.C.:
W4'#=!2 D!' =4'D!9cm*: ) 6 * -)50 -606 -605 60) 60+5 606 6.) 6.) 6.)/
939
60/.5* )-5.* 60+.* )-*.*) 1.97 1.6 +./0 +.6 )/).- )0.5) .55 0. .96 .1 6.))rAcm* *.)6J
)6.-0 )6*.* 66.51 6.6 -.+ 0.96 .09
).+ )6.- 1.75 .* )-/./0 0.0 .15
+ -)/60+) 6.)5
.7. D"$"* !l ensayo fue realizado por el técnico de laboratorio, sin
presentar incon%enientes, se puede armar que el ensayo se realizó de manera correcta puesto que los resultados son co"erentes y están dentro del rano establecido.
.8. C*$3"*#" !l ensayo de compactación permite obtener una relación
entre el peso seco unitario y el contenido de "umedad, además de que nos ayuda a establecer el contenido de "umedad con el que se debe compactar el suelo para que se lore alcanzar el peso unitario máximo. Conocer el contenido de "umedad óptimo es importante para
me(orar las propiedades de resistencia al cortante, densidad y otras del suelo. !n el caso del material que se utilizó en nuestro ensayo se obtu%o un 0.1 > de "umedad óptima y su máxima densidad seca es de 118 g / cm . 3
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
) -
.9. R##+#*$'" • • • •
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MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
) 5
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
)
Colocación de la muestra en el equipo
Compactación de la muestra
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
) /
Compactación de la muestra
&e pesa la muestra compactada
&e lle%a una porción de muestra al "orno para encontrar su contenido de "umedad
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