Compactacin de suelosLa compactacin en el proceso realizado generalmente por medios mecnicos por el cual se obliga a las partculas de suelo a ponerse mas en contacto con otras, mediante la expulsin del aire de los poros , lo que implica una reduccin mas o menos rpida de las vacos, lo que produce en el suelo cambios de volumen de importancia, principalmente en el volumen de aire, ya que por lo general no se expulsa agua de los huecos durante el proceso de compactacin, siendo por lo tanto la condicin de un suelo compactado la de un suelo parcialmente saturado.El objetivo de la compactacin es el mejoramiento de las propiedades de ingeniera de la masa de suelos, con la finalidad de obtener un suelos de tal manera estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecnico adecuado a travs de toda la vida til de la obra.Variables que afectan el proceso de compactacin Naturaleza del suelo Mtodo de compactacin Energa especifica El contenido de agua del suelo El sentido en que se recarga la escala de humedad al ejecutarce la compactacin Contenido de agua original del suelo Temperatura Recompactacin Numero de espesor de capas, numero de pasadasVENTAJAS Aumenta la resistencia y capacidad de carga del suelo. Reduce la compresibilidad y disminuye la aptitud para absorber el agua. Reduce los asentamientos debido a la disminucin de la relacin de vacos. Reduce el efecto de contraccin. Mejora las condiciones de esfuerzo-deformacin del suelo.DESVENTAJAS La compactacin muy intensa produce un material muy susceptible al agrietamiento. Aumenta el potencial de hinchamiento (con la humedad) en suelos finos y el potencial de expansin por las heladasCURVA DE COMPACTACIONCuando se compacta un suelo bajo diferentes condiciones de humedad y siendo cualquiera el mtodo empleado, se relaciona las densidades con los porcentajes de humedad, lo que da como resultado una curva como la que se muestra:

Las curvas nos indican un mximo absoluto para el valor de la densidad (MDS) y la humedad correspondiente a este punto (OCH). Cada suelo tiene su propia curva de compactacin, que es caracterstica del material y distinta de otros suelos. A la parte de curva situada en el lado izquierdo se le conoce con el nombre de rama seca y al de la derecha como rama hmeda.Mtodos para compactar el sueloLa compactacin de campo de acuerdo a la forma de aplicacin de la carga puede clasificarse:a) Compactacin por Amasado: El esfuerzo de amasado produce esfuerzos en dos sentidos, vertical y horizontal, obligando al material a deformarse en ms de una direccin. La compactacin se logra aplicando al suelo altas presiones distribuidas en reas mas pequeas que los rodillos lisos. Los equipos por amasado estn constituidos bsicamente por el rodillo pata de cabra, el cual se caracteriza por: La compactacin se realiza de abajo hacia arriba, originando una mayor presin en el lecho inferior. Se recomienda compactar en capas de 0.30m de espesor, utilizando una penetracin del vstago del 20% al 50% de su longitud de acuerdo a la plasticidad del suelo Se recomienda un nmero mnimo de 24 pasadas. Son apropiados para suelo finos (cohesivos)Esta denominacin genrica se aplica a rodillos cilndricos metlicos que cuentan con protuberancias. Las protuberancias producen un punzonado en el material suelto, con desplazamiento y densificacin debajo de cada una de ellas cuando entran en contacto con el mismo. Este hecho ha permitido que se seale que este tipo de equipos compacta desde abajo hacia arriba. Cuando luego de un cierto nmero de coberturas no se producen punzonados de significacin, la superficie queda con marcas que demandan su regularizacin y la posterior compactacin con rodillos lisos o bien neumticos.

b) Compactacin por Presin: La compactacin se logra utilizando una mquina pesada, cuyo peso comprime las partculas del suelo, sin necesidad de movimiento vibratorio. Los equipos por presin estn constituidos por los rodillos lisos y neumticos, presentando las siguientes caractersticas:Rodillos Lisos En un rodillo liso la compactacin se realiza de arriba hacia abajo disminuyendo con la profundidad de la capa. Se recomienda compactar en capas sueltas de 20cm. Se recomienda un nmero de 8 pasadas. Son utilizados principalmente en suelos gravosos y arenosos limpios as como para el acabado de la superficie superior de las capas compactadas y en los concretos asflticos.Rodillos Neumticos Las caractersticas de los equipos neumticos que influyen en la compactacin son: la presin del aire en los neumticos y el rea de contacto entre el neumtico y el terreno. Se recomienda compactar en capas sueltas de 20cm. Se recomienda un numero de pasa de 16. Son aplicables principalmente a los suelos arenosos con finos poco plsticos, tratamientos superficiales, etc.Consiste en un equipo dotado de ruedas neumticas lisas, de un ancho de banda superior al de un neumtico de un vehculo de carga. Resulta un equipo de gran adaptacin a una amplia gama de materiales. Sin embargo no resultan los ms adecuados para la compactacin de granulares de granulometra uniforme. El rea de contacto de cada neumtico produce un cierto grado de confinamiento, lo que hace que a la inversa que los pata de cabra, se considera que compactan desde arriba. El confinamiento que produce cada neumtico, permite realizar tareas de terminacin de compactacin. Esta tarea habitualmente se denomina en obra como compactacin de sellado o simplemente sellado.

c) Compactacin por Impacto: La compactacin es producida por una placa apisonadora que golpea y se separa del suelo a alta velocidad. Las placas de impacto son pisones que se accionan mediante aire comprimido, elevando una masa que luego cae por la accin de la gravedad. Se emplean particularmente para compactar en lugares muy reducidos. Los equipos por impacto estn constituidos por los pisones. Son utilizados en reas pequeas. Se recomienda un nmero de pasadas de 4. Son utilizados en los suelos plsticos o suelos granulares de granulometra apropiada.d) Compactacin por Vibracin: La compactacin se logra aplicando al suelo vibraciones de alta frecuencia. En modo vibratorio una masa excntrica gira dentro del cilindro para proveer una mayor energa de compactacin. El efecto vibratorio reduce la friccin interna del material y permite lograr la acomodacin de partculas ms eficientemente. En los casos de suelos finos cohesivos, este efecto pierde prcticamente sentido por la naturaleza de las fuerzas internas que se desarrollan. Su campo de aplicacin abarca los suelos con comportamiento granular y en los trabajos de compactacin de terminacin superficial de otros equipos. Los equipos por vibracin estn representados por los rodillos vibrantes, los cuales presentan las siguientes caractersticas: Producen una disminucin o casi suprimen el rozamiento entre los granos, teniendo una accin notable en la profundidad mas no as en la superficie. Se pueden compactar capas hasta de 60cm en el caso de GP y GW con resultados positivos. Se recomienda compactar en capas de hasta 20cm Se recomienda un numero de pasadas mnimo de 8 Son recomendables para los suelos granulares y a las gravas con pocos finos plsticos (en un orden de 10%) as como en la compactacin de firmes modernos (gran angularidad) y arenas de granulometra cortada.

Eleccin del mtodo de compactacinSUELOS GRANULARES: Se compactan mejor por vibracin. La vibracin reduce las fuerzas de friccin, dejando que las partculas caigan libremente por su propio peso. Placas y rodillos vibratorios Masas desde altura ( comp. dinmica )SUELOS COHESIVOS: Se compactan mejor por amasado e impacto. La tendencia de los suelos es combinarse, formando laminaciones continuas con espacios de aire entre ellas, impidiendo que caigan partculas en los vacos con la vibracin. La fuerza de impacto produce un esfuerzo de cizalle que junta las laminaciones, oprimiendo las bolsas de aire hacia la superficie. Pisones Rodillo Pata de Cabra y Neumtico Circulacin adecuada del equipo de transporte

Recomendaciones generales sobre uso de equipos compactadores La eleccin del equipo de compactacin depende del tipo de suelo Rodillos lisos: se utilizan en gravas y arenas mecnicamente estables. Rodillos neumticos: se usa en arenas uniformes y suelos cohesivos, humedad cercana al lmite plstico. Rodillos pata de cabra: suelos finos, humedad entre 7 a 20 % por debajo del lmite plstico Rodillo vibratorio: se utiliza especialmente en suelos granulares La densidad de un suelo sometido a compactacin disminuye con la profundidad al aumentar el espesor de la capa. Esta disminucin no influye en capas de hasta 20 cms. En general se tiene un aumento considerable de la densidad entre una y seis pasadas, que se va haciendo mas lento para las pasadas siguientes

Relacin esfuerzo-deformacinLas deformaciones esfuerzo-deformacin constituyen un efecto no simple de determinar, cuantificar e interpretar en los materiales trreos. Todos los materiales sufren deformacin en mayor o menor grado cuando se les aplica una carga. Tal deformacin depende de: Magnitud, tipo y duracin de la carga Propiedades mecnicas del materialCompresibilidad A la fuerza que se le aplica a un suelo tratando de reducir su tamao se le denomina fuerza de compresin y a la propiedad del suelo de reducir su tamao se le denomina compresibilidad-Es la disminucin de volumen de la capa del suelo cuando sobre el es aplicada fuerzas externas, una de las principales causas del asentamiento es la compresibilidad el suelo.ConsolidacinEs la deformacin del suelo que se produce por la reduccin de los vacos, debido a los esfuerzos aplicados (o a la prdida de agua en los suelos expansivos)Suelo normalmente consolidado: Son aquellos suelos que nunca estuvieron sometidos a presiones efectivas mayores que las actualesSuelos pre-consolidados: son aquellos suelos que alguna vez han sufrido presiones mayores a las actuales.Dependencia del tiempo de consolidacin: depende del material la consolidacin puede variar entre procesos en segundos (como la arena) o un proceso de dcadas (como la arcilla debido a la diferencia de conductividad hidrulica)Expansin: es la deformacin de un suelo que se produce por el aumento del ndice de vacos, debido a la recuperacin al retirar los esfuerzos aplicados o a la accin del aguaMtodo de BoussinesqEn 1883 propuso una solucin al problema de determinar los esfuerzos en una partcula de suelo producto de carga en la superficie, proponiendo un modelo que considera un medio homogneo, elsticoMtodo de NewmarkDesarrolla en 1992 un mtodo grafico que permite obtener los incrementos de esfuerzos en el suelo, considerando los criterios de Boussinesq, en medio semiinfinito, homogneo.