8/10/2019 Norma ASTM D4D698 Ensayo de compactacin estndar.docx
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Referencia:
Norma ASTM D4D698 Ensao de compac!aci"n es!#ndar
$%je!i&os:
El objetivo de esta prctica es familiarizarnos con el ensayo de
compactacin Ensayo de !roctor" en laboratorio y obtener la
relacin densidad #umedad para un esfuerzo de compactacin
dado sobre el suelo en estudio$ %btener el contenido de #umedad optimo &'% y la densidad
seca m(ima )* con una energa de compactacin de
+,,-./m0 del suelo en estudio
'n!rod(cci"n:
&ualuier proyectista de fundaciones en alg2n momento ya tubo ue
#acer su dise3o basado en conclusiones procedentes de un estudio
geot4cnico5 incluyendo la mejora de una capa de suelos de espesor
variable5 por medio de la sustitucin de este por un material granular
o de material compactado
No todos los terrenos en los cuales se debe realizar un cierto tipo de
fundacin5 son adecuados$ Un suelo granular suelto5 por ejemplo5
puede sufrir deformaciones elsticas inadmisibles$ 6o mismo puede
ocurrir a un terreno co#esivo por razones de consolidacin5 debe
entonces ser mejorado este suelo$
6a compactacin no es seguramente el 2nico m4todo de mejorar el
suelo5 aun si es el mas econmico y popular$ E(isten otros m4todos
por ejemplo7 las inyecciones5 el congelamiento5 la vibra 8uctuacin5 el
pre compresin5 los drenes5 la estabilizacin con materiales como la
cal o las cenizas$
&on la compactacin variamos la estructura del suelo y algunas de
sus caractersticas mecnicas$ Algunos de los parmetros ue varan
con la compactacin buscamos las propiedades adecuadas para el
suelo de una determinada fundacin5 as como una buena
#omogenizacin del mismo la cual causara una reduccin de la
posibilidad de producir asentamientos deferenciales$
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6a compactacin cosiste en un proceso repetitivo5 cuyo objetivo es
conseguir una densidad espec:ca para una relacin ptima de agua5
al :n de garantizar las caractersticas mecnicas necesarias del suelo$
&on los ensayos se pretende determinar los parmetros optimos decompactacin5 lo cual asegura las propiedades necesarias para el
proyecto de fundacin$ Este se traduce en determinada cual es la
#umedad ue se reuiere con una energa de compactacin para un
determinado ue se reuiere5 con una energa de compactacin cual
es la #umedad ue se reuiere5 con una energa de compactacin
dada5 para obtener la densidad seca5 m(ima ue se puede conseguir
para un determinado suelo$ 6a densidad seca m(ima ue se puede
conseguir para un determinado suelo$ 6a #umedad ue se busca es
de:nida como #umedad optima y es con ella ue se alcanza la
m(ima densidad seca5 para la energa de compactacin dada$
Es comprobado ue el suelos se compacta a la medida en ue
aumenta su #umedad la densidad seca va aumentando #asta llegar a
un punto m(imo5 cuya #umedad es la ptima$ A partir de este punto5
cualuier aumento de #umedad ni puede ser mayor ue la densidad
seca a no ser por lo contrario5 una reduccin de esta
Marco Te"rico:En general5 la compactacin es la densi:cacin del suelo porremocin de aire5 lo ue reuiere energa mecnica$ El grado decompactacin de un suelo se mide en t4rminos de su pesoespec:co seco$ &uando se agrega agua al suelo durante lacompactacin5 esta act2a como un agente ablandador de laspartculas del suelo5 ue #ace ue se deslicen entre si y semuevan a una posicin de empaue ms denso$ El pesoespec:co seco despu4s de la compactacin se incrementaprimero conforme aumenta el contenido de agua$ &uando elcontenido de agua es gradualmente incrementado y se usa elmismo esfuerzo compactador para la compactacin5 el peso de
los slidos del suelo en un volumen unitario crece en formagradual$*s all de un cierto contenido de agua5 cualuier incrementoen el contenido de agua tiende a reducir el peso espec:coseco5 debido a ue el agua toma los espacios ue podran #abersido ocupados por las partculas slidas$ El contenido de aguabajo el cual se alcanza el m(imo peso espec:co en seco sellama contenido de agua ptimo$
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6a prueba de laboratorio usada generalmente para obtener elpeso espec:co seco m(imo de compactacin y el contenido deagua optimo es la prueba !;%&?0$0 cm0 El dimetro del molde es1,1$+mm durante la prueba del laboratorio el molde se une auna placa de base en el fondo y a una e(tensin en la partesuperior$ El suelo se mezcla con cantidades variables de agua y
luego se compacta en tres capas iguales por medio de un pisnue trasmite 9@ golpes a cada capa$ El pisn pesa 9?$? N ytiene una altura de cada de 0,?$mm !ara cada prueba55 el
peso espec:co #2medo de compactacin
se calcula como7
Peso del suelo compactdo en el molde
voluem del molde
m
m
W
V
W
V
=
!ara cada prueba5 el contenido de #umedad del suelo
compactado se determina en laboratorio$ &on el contenido de
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agua conocido5 El peso espec:co secod
se calcula con laecuacin7
1Contenido de Agua
d
W
=+
6os valoresd
determinados se gra:can contra loscorrespondientes contenidos de agua para obtener el pesoespec:co seco m(imo y el contenido de agua ptimo para elsuelo$!ara un contenido de agua dando5 el peso espec:co secom(imo terico se obtiene cuando no e(iste aire en los espacios
vacos5 es decir5 cuando el grado de saturacin es igual a 1,,B$As entonces5 el peso espec:co seco m(imo a un contenido deagua dado5 con cero vacos de aire se e(presa como7
.
1 .
Peso especifico con cero vacios en el aire
Peso especifico del agua
Contenido de humedad
ensidad de solidos del suelo
s w
Sat
s
Sat
w
s
G
G
G D
=+
)ompac!aci"n en campo:6a mayor parte de las compactaciones en campo se #acen concompactadoras de rodillos de los cuales #ay cuatro tipos7 &ompactador de rodillos de rueda lisa &ompactador de neumticos de #ule &ompactador de rodillos de pata de cabra &ompactador de rodillos vibratorios
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)e acuerdo a la granulometra del suelo5 e(isten tres m4todospara #acer el ensayo7
*4todo A7Re #4 20%t
0 capas5 9@ golpes5 molde de ? pulgadas de dimetro y peso de@$@Cg$
*4todo D7
Re # 4 20%
Re 3 ! " 20%
t
t
>
0 capas5 @+ golpes5 molde de + pulgadas de dimetro
*4todo &
Re 3 ! " 20%
Re 3 4 " 30%
t
t
>
Ma!eriales herramien!as *!ilizadas:
*uestra de suelo *olde !roctor
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Fernier metalico 6atas Dandeja y franela
&ombos de goma &uc#aron Droc#as
Da!os +rocedimien!os+rocedimien!os:
Se mide el dimetro y la altura del molde5 para determinar el volumen
el cual ser el mismo volumen del suelo$ 6uego en la Dalanza grande
se pesa el molde$
!ara realizar el ensayo se colocara el suelo en el molde en 0 capas y
entre capa y capa se darn 9@ golpes
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)atos obtenidos7
Ensao )aps(l
aC
WC SH
W
+ C SS
W
+
. N1 11$>0 ?1$+ 0G$09
. N9 9,$99 ??$+9 ?,$G9
/ N0 19$?+ 0@$99 0,$1+
/ N? 11$? 01$9@ 9+$>
0 N@ 99$,1 ??$G0 ?,$+9
0 N+ 91$+? @9$G@ ?G$1
4 NG 90$9 ?@$,> 0>$@@
4 N 99$@G @,$G? ?0$G0
1 N> 9?$, @?$10 ?@$+
1 N1, 9?$1 @+$G> ?G$@9
Ensao Masa de molde 2
s(elo
Masa
s(elo. ?09 110@/ ?+G 11G,
0 ??,+ 11@>4 ?@G1 109?
1 ?+, 1?00
)#lc(los Res(l!ados:
&alcular el Folumen7
2
2
3
4
10.110.$1
4!!.24
DV H
V
V cm
=
=
=
Ensa
oC
WC SH
W + C SSW +
prom
. N1 11$>0 ?1$+ 0G$09 1G$1G9 1$,>
. N9 9,$99 ??$+9 ?,$G9 1>$,9?
/ N0 19$?+ 0@$99 0,$1+ 9$@ 9$??,
/ N? 11$? 01$9@ 9+$> 9$9>00 N@ 99$,1 ??$G0 ?,$+9 99$,@ 99$10
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0 N+ 91$+? @9$G@ ?G$1 99$1>9
4 NG 90$9 ?@$,> 0>$@@ 0?$,@, 00$@>
4 N 99$@G @,$G? ?0$G0 00$19>
1 N> 9?$, @?$10 ?@$+ 0>$19, 0>$?1>
1 N1, 9?$1 @+$G> ?G$@9 0>$G1G
Ensao Masa de molde 2
s(elo
Masa
s(elo
+eso
especi3co. ?09 110@ 1$0,G
/ ?+G 11G, 1$100
0 ??,+ 11@> 1$00@
4 ?@G1 109? 1$@9@
1 ?+, 1?00 1$+@,
densidad de los
solidos
/4
Ensa
o
,5- n
d
100%d
. 1$,> 1$100 ,$>+, 1$+G0/ 99$10 1$0,G 1$,G, 1$@+G
0 9$??, 1$+@, 1$9@ 1$?9+
4 00$@> 1$@9@ 1$1?1 1$09>
1 0>$?1> 1$00@ ,$>@G 1$900
1@ 9, 9@ 0, 0@ ?,,$
,$>
1
1$1
1$9
1$01$?
1$@
1$+
1$G
1$
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!ara #allar el contenido de #umedad optimo &'% y densidad m(ima
%'
[ ] [ ]
2 3 4
0 1 2 3 4
1
d
d
a a w a w a w a w
a w
= + + + +
=
1.30$
1.133
1.33&
1.&2&
1.&0
:='
1
1
1
1
1
1!.0!
22.13!
2!.440
33.&!
3.41
1!.0!2
22.13!2
2!.4402
33.&!2
3.412
1!.0!3
22.13!3
2!.4403
33.&!3
3.413
1!.0!4
22.13!4
2!.4404
33.&!4
3.414
:=
' 1
#0.40!
!.1!4
0.40%
!.% 10 3
$.24# 10 &
13&.2#$
1%.#!%
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0.024
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22.3%!
1.2#&
0.031
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0.$%%
0.02
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a
1#.0&3
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1.&$4 10&
=
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1.0&3 2.014 0.0! 2.0&1 10 1.&4 10
2.014 0.1 .1&3 10 .2& 10 0
d
d
w w w w
dw w w
dw
= + +
= + + =
)oncl(siones: &oncluimos ue la compactacin del suelo es muy importante
para el dise3o y la construccin de terraplenes y rellenos y para
evitar el asentamiento 6a curva de saturacin al 1,,B sale por encima de la curva de
contenido de #umedad vs densidad seca5 esto indica ue el
ensayo #a salido correctamente$
Recomendaciones:
!ara ue el ensayo de compactacin salga bien5 una persona
tiene ue realizar los golpes en las tres capas Utilizar la misma balanza para ue todas las medidas tengan la
misma precisin !ara #allar el volumen5 realizar varias mediciones de la altura y
el dimetro$ *ezclar el suelo con diferentes cantidades de agua para
obtener diferentes puntos para la gr:ca$ !ulverizar bien el suelo para eliminar los grumos$
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*N'ERS'DAD NA)'$NA7 SAN A*ST'N DE ARE*'+AA)*7TAD DE 'NEN'ER'A )''7
ENSAY$ DE )$M+A)TA)'$N
$;RA )amana7$)A7'
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+eso del s(elo h@medo
2cas(la??+9 01$9@ ??$G0 @,$G? @+$G>
+eso del
s(eloseco2caps(la?,$G9 9+$> ?,$+9 ?0$G0 ?G$@9
+eso caps(la 9,$99 11$? 99$,1 99$@G 9?$1M$7DE
+eso del s(elo2molde ?09 ?+G ??,+ ?@G1 ?+,+eso del molde 09?G 09?G 09?G 09?G 09?Gol(men del molde +$9>? +$9>? +$9>? +$9>? +$9>?)on!enido de h(medad 1$,> 9$??, 99$10 00$?1> 0>$?1>Densidad seca ,$>+, 1$,G, 1$9@ 1$1?1 ,$>@G
1@ 9, 9@ 0, 0@ ?,,$
1
1$9
1$?
1$+
1$
)on!enido de h(medad 5Densidad Maima,?Bcm0-