Compactación de Suelos Arcillosos y Arenosos: Equipos, Técnicas y Propiedades

¿Qué tipo de equipo utilizaría para compactar un suelo arcilloso? Justificar y explicar su funcionamiento.

Para compactar un suelo arcilloso, se utilizaría un rodillo de tipo pata de cabra. Esta denominación genérica se aplica a rodillos cilíndricos metálicos que cuentan con protuberancias.

Estas protuberancias se presentan de variadas formas, pudiendo citarse:

• Pata de cabra
• Segmentos
• Grillas

Los más frecuentemente empleados son los rodillos de segmentos.

Las protuberancias producen un punzonado en el material suelto, con desplazamiento y densificación debajo de cada una de ellas cuando entran en contacto con el mismo. Este hecho ha permitido que se señale que este tipo de equipos “compacta desde abajo hacia arriba”. En las primeras pasadas, las extensiones penetran con una parte del tambor en el suelo, lo que permite que una mayor presión se ejerza sobre el lecho inferior del suelo a compactar. Por lo tanto, la capa no tiene que ser mayor a la longitud de las extensiones del rodillo pata de cabra. A esta forma de compactar se le denomina acción de amasado. Los equipos más usuales tienen vástagos de 20 a 25 cm de longitud y se usan para compactar capas de suelo de alrededor de 30 cm de espesor. Al aumentar el número de pasadas de estos equipos de compactación, la parte inferior de la capa va adquiriendo mayor resistencia, lo que va impidiendo la entrada de los rodillos. Cuando, luego de un cierto número de coberturas, no se producen punzonados de significación, la superficie queda con marcas que demandan su regularización y posterior compactación con rodillos lisos o neumáticos. La siguiente figura muestra distintos tipos de protuberancias y las respectivas improntas de contacto.

¿Qué tipo de equipo utilizaría para compactar un suelo arenoso? Justificar y explicar su funcionamiento.

Los métodos para compactar arena y grava, colocados en orden de eficiencia decreciente, son:

• Vibración
• Mojado
• Rodamiento

En la práctica, se han utilizado también combinaciones de estos métodos. Las vibraciones pueden producirse de una manera primitiva apisonando con pisones a mano, con pisones neumáticos, o bien dejando caer un peso grande desde cierta altura. La compactación alcanzada con estos procedimientos es muy variable, pues depende en gran parte de la frecuencia de las vibraciones. Los mejores resultados se obtienen con máquinas que vibran a una frecuencia cercana a la de resonancia del conjunto suelo-vibrador.

Cuando f1 es aproximadamente igual a fo, la disminución de volumen o asentamiento es 20 a 40 veces mayor que la que produce una fuerza estática equivalente a la pulsátil. Por medio de rodillos de 5 a 15 t, equipados con vibradores que operan a frecuencias comprendidas entre 1100 y 1500 pulsos por minuto, se ha obtenido la compactación efectiva de arena gruesa. El material se desparrama en capas de 30 a 40 cm de espesor, habiéndose obtenido en algunos casos una compactación adecuada de capas de espesor mayor, aun cuando en estos casos es difícil evitar la segregación durante el desparramo del material. El tamaño máximo de las partículas está limitado únicamente por el espesor de las capas. Entre 2 a 4 pasadas de tales rodillos tirados a una velocidad que no exceda de alrededor de 3 km/hora suele resultar adecuada para alcanzar un alto grado de compactación.

Porosidad total

Está relacionada con los vacíos (volumen de vacíos / volumen total).

Porosidad eficaz

Se refiere a cuando los poros están interconectados por su estructura, permitiendo que el agua se mueva gravitacionalmente y tenga movimiento lateral al llegar a la napa freática (volumen drenado por gravedad / volumen total).

Permeabilidad

Es la facilidad de circulación del agua en el suelo. Está condicionada fundamentalmente por la textura y estructura. Se evalúa por la velocidad de infiltración, que representa el caudal de agua que puede pasar por unidad de tiempo. La velocidad de infiltración no es siempre la misma; dependerá de la humedad del suelo. Cuando el suelo está más seco, la infiltración alcanza valores máximos.