Ensayo de consolidacionI. GeneralidadesLa consolidacin es un proceso que se produce en los suelos y consiste en la reduccin del volumen total del suelo provocado por la colocacin de una carga o el drenaje del terreno.Al observar losdepsitosde material muy suaves situados en el fondo de una masa de agua, por ejemplo un lago, se nota que el suelo reduce su volumen conforme pasa el tiempo y aumentan las cargas sobre el suelo, se les llama proceso de consolidacin.Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidacin permanece esencialmente igual la posicin relativa de las partculas slidas sobre un mismo plano horizontal. As, el movimiento de las partculas de suelo puede ocurrir slo en la direccin vertical, proceso denominado consolidacinunidimensional.La consolidacin de un suelo es un proceso lento, puede durar meses y hasta aos. Es un procesoasinttico, es decir, que al comienzo es ms veloz, y se va haciendo cada vez ms lento, hasta que el suelo llega a una nueva situacin de equilibro en la que ya no se mueve.El no tomar en cuenta este posible movimiento del suelo al proyectar una estructura sobre l puede llevar a consecuencias catastrficas tales como lainclinacin,fisuracine incluso el colapso de la misma. En muchos casos es necesario pre-consolidar el suelo antes de proceder a laconstruccinde una obra importante, como puede ser, por ejemplo, un edificio o una carretera. La pre consolidacin se hace el terreno con un peso semejante o mayor que el que deber soportar una vez construida la obra, para esto se deposita en la zona interesada una cantidad de tierra con el peso equivalente de la obra.II. Normatividad - Mtodo para el Anlisis Granulomtrico de Suelos, ASTM D422. - Mtodo de Ensayo para determinar el Lmite Lquido de los Suelos, ASTM D423. - Mtodo de Ensayo para determinar el Lmite Plstico e ndice de Plasticidad de los Suelos, ASTM D424. - Mtodo de Ensayo para determinar la Gravedad Especfica de los Suelos, ASTM D854. - Mtodo de Muestreo de Suelos con Tubos Saca muestras de Pared Delgada, ASTM D1587. - Mtodo para la determinacin en el Laboratorio del Contenido de Humedad del Suelo, Roca y Mezclas de Suelo-Agregado, ASTM D2216. - Prctica para el Muestreo de Suelos con el Barril con Anillo, ASTM D3550.

III. Procedimiento de ensayoEl objetivo de la preparacin de las piedras y los otros aparatos previo al contacto con la muestra, es el prevenir cambios en el contenido de humedad de la muestra. As, los suelos altamente expansivos muy secos, deben ser colocados en piedras secas, pero la mayora de los suelos parcialmente saturados pueden ser colocados en piedras que han sido simplemente humedecidas. Si la muestra est saturada y se cree que no exhibe una alta afinidad con el agua, las piedras porosas deben ser hervidas despus de lavarse con un cepillo no abrasivo y mantenerlas saturadas hasta el tiempo de su contacto con la muestra. Ensamble el anillo, la muestra y las piedras porosas. Con el consolidmetro ensamblado, encierre la muestra, el anillo, el papel filtro (cuando es usado), y las piedras porosas con un plstico suelto o una membrana de caucho para prevenir el cambio en el volumen de la muestra debido a la evaporacin. Este paso puede ser omitido si la muestra ser inundada despus que se aplique el primer incremento de carga como se indica en 10.8. Coloque el consolidmetro en el equipo de carga y aplique una presin de asiento de 5 kPa (100 lbf/pie2 ). Dentro de los 5 minutos despus de la aplicacin de la carga de asiento, ajuste el dial del extensmetro para la lectura inicial o cero. (Para suelos muy blandos una presin de asiento de 2 3 kPa (cerca de 50 lbf/pie2 ) o menos es deseable). Aplique cargas en el consolidmetro para obtener presiones en el suelo de aproximadamente 5, 10, 20, 40, 80, etc. kPa (100, 200, 400, 800, 1600, etc. lbf/pie2), con cada presin mantenida constante como se requiere en 10.4. (Incrementos ms pequeos pueden ser deseables en muestras muy blandas cuando es necesario determinar la presin de preconsolidacin con ms precisin). La carga de la muestra debe continuar en la regin de la compresin virgen, de modo que la pendiente y la forma de la curva de compresin virgen puedan ser establecidos. Tpicamente se requiere para sto una presin final que es igual o mayor que cuatro veces la presin de preconsolidacin de la muestra. En el caso particular de arcillas sobreconsolidadas, puede ser deseable usar un ciclo de descarga-recarga para una mejor evaluacin de los parmetros de recompresin, pero tal procedimiento es opcional. Para un mnimo de dos incrementos de carga (incluyendo por lo menos un incremento de carga despus que la presin de preconsolidacin haya sido excedida), anote la altura o cambio en la altura de la muestra antes que cada incremento de presin sea aplicado y en intervalos de tiempo de aproximadamente 0.1, 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 15 y 30 minutos, 1, 2, 4, 8, etc. horas, medidos desde el tiempo de cada aplicacin incremental de presin. Estas lecturas de razn de tiempo necesitan ser obtenidas solamente para muestras saturadas. Las lecturas deben continuar por lo menos hasta que la pendiente de la caracterstica lineal de la porcin de compresin secundaria del grfico espesor vs. logaritmo del tiempo, es aparente (Vase 11.1), a menos que el mtodo 11.6 sea usado, en cuyo caso la carga siguiente puede proseguir tan pronto como el 100% de consolidacin se complete. (Para suelos que tienen consolidacin primaria lenta, las presiones deben ser aplicadas por lo menos 24 horas. En casos extremos, o cuando debe ser evaluada la compresin secundaria, stas deben ser aplicadas por ms tiempo). Luego aplique el siguiente incremento de presin. Para los incrementos de presin donde los datos del tiempo vs. deformacin no son requeridos, la carga debe ser dejada en la muestra esencialmente, el mismo tiempo que cuando se toman lecturas del tiempo vs. las lecturas de deformacin. Deben ser tomadas suficientes lecturas cerca del final del perodo de incremento de presin, para permitir cualquier extrapolacin necesaria de la curva tiempo-deformacin. Si se van a obtener grficos del espesor vs. la raz cuadrada del tiempo, los intervalos de tiempo pueden ser ajustados a aquellos que tienen races cuadradas fciles, por ejemplo: 0.09, 0.25, 0.49, 1 min 4 min, 9 min, etc. 10.6.- Rebote.- Cuando se requiere determinar caractersticas de rebote o descarga, descargue el suelo por decrementos de presin en orden inverso. Sin embargo, si se desea, cada carga sucesiva puede ser solamente un cuarto de la carga precedente. Registre en intervalos de tiempo como se sugiri en 10.4. Note, que para la mayora de suelos, el rebote se completar en menor tiempo que el que sera requerido para un incremento de carga durante la consolidacin primaria, sin embargo, deben ser tomadas suficientes lecturas para verificar que el rebote est esencialmente completo. Puede emplarse un programa alternativo de carga, descarga o recarga, que reproduzca los cambios de esfuerzo en la construccin, obtenga una mejor definicin de alguna parte de la curva de esfuezo-deformacin, o ayude en la interpretacin del comportamiento del suelo en el campo. Esto debe ser claramente indicado en los resultados del ensayo. Si el ensayo es realiza en una muestra inalterada que, ya sea estaba saturada bajo condiciones de campo, o fue obtenida debajo de la napa fretica, sta debe ser inundada despus de la aplicacin del primer incremento de carga. Si se requiere, conforme la inundacin y el humedecimiento de la muestran ocurren, la carga debe ser incrementada para prevenir que la muestra se expanda, a menos que tienda a expandirse bajo el esfuerzo vertical estimado in-situ. Si la muestra se comprime despus de la inundacin, simplemente registre la cantidad de compresin. Las muestras tambin pueden ser inundadas a presiones que simulen una inundacin futura bajo las condiciones de campo. En tales casos, la presin a la inundacin y cualquier efecto resultante, tales como incrementos en expansin o compresin, deben ser anotados en los resultados de ensayo. Para minimizar la expansin durante el desmontaje, la muestra debe ser descargada a un esfuerzo muy pequeo y desmontada rpidamente despus de relevar la carga final en la muestra. Remueva la muestra y el anillo del consolidmetro y seque el agua libre del anillo y la muestra. Remueva la muestra del anillo y determine su masa, squela al horno, y psela de nuevo para obtener la masa seca de slidos y el contenido de humedad final. Si la muestra de suelo original es muy heterognea, cualquier ensayo ndice debe ser realizado en una porcin de la muestra de ensayo y el resto puede ser usado para una medida del contenido de humedad final. Las piedras porosas deben ser hervidas limpias despus del ensayo para prevenir que la arcilla se seque en ellas y por consiguiente reduzca su permeabilidad.

IV. Ejemplos aplicativos