Informe-densidad De Campo 434w1m

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CONTENIDO

I.

INTRODUCCIÓN

II.

OBJETIVOS

III. MARCO TEÓRICO IV. EQUIPOS Y MATERIALES V.

PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS

VI.

DATOS Y RESULTADOS

VII. CONCLUSIONES VIII.

RECOMENDACIONES

IX. BIBLIOGRAFIA X.

ANEXOS

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I. INTRODUCCIÓN  Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras de construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base a una prueba de laboratorio.  Es importante mencionar que las cargas que ejerce sobre el suelo una súper o infra-estructura, producen en la masa térrea tensiones y deformaciones que inciden a su vez sobre la edificación dando así origen a una interacción suelo-estructura de carácter estático, que puede en muchos casos dañar seriamente la edificación. Por ese motivo se hace necesario conocer las características físicas, hidráulicas y mecánicas del suelo sobre el cual se apoyará la obra proyectada. Ese conocimiento se logra mediante un estudio del suelo con la ayuda de técnicas y procedimientos ya conocidos, los cuales se ejecutan en el campo y en el laboratorio.  Mediante el uso del método del cono de arena se logra determinar la densidad o masa unitaria del suelo en el sitio o campo, este método también es utilizado para hallar el grado de compactación del suelo, el cual se aplica para establecer un mejoramiento del terreno para la construcción de terraplenes y realizar un control de calidad de compactación en subrasantes para carreteras.  Al obtener estos valores se puede comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactación, conocido como Grado de Compactación, que se define como la relación en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad máxima correspondiente a la prueba de laboratorio.

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UNPRG II. OBJETIVOS 2.1)

OBJETIVO GENERAL

 Aprender los conceptos de densidad o peso unitario del suelo.  Conocer los diferentes procesos para determinar el grado de compactación del suelo.

2.2)

OBJETIVO ESPECÍFICO

 Determinar mediante un ensayo in situ (en el sitio donde se toma la muestra) la densidad y peso unitario del suelo usando el método del CONO DE ARENA.  Determinar el grado de compactación de una SUBRASANTE a partir de nuestro ensayo realizado.

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UNPRG NORMA NTP 339.1431999

MTC E 117

ASTM D 1556

ASSHTO T 191

DENOMINACION (Método de ensayo estándar para la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena). (Densidad en el sitio - Método del Cono).

(Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Sand-Cone Method). (Density In-Place By The Sand Cone Method)

III. MARCO TEÓRICO 3.1) REFERENCIAS NORMATIVAS

3.2) DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO MÉTODO CONO DE ARENA (ASTM D1556−64) INGENIERÍA CIVIL PAVIMENTOS

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UNPRG  Definido los criterios de compactación − en la forma de especificaciones técnicas –para las obras en terreno, es necesario utilizar un método para determinar la densidad o peso unitario que el suelo alcanza luego de la compactación.  Para obtener estas densidades existen los siguientes métodos en terreno: 1. Cono de arena 2. Balón de densidad 3. Densímetro nuclear

3.2.1) METODO CONO DE ARENA  El método del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie del material compactado, este método se centra en la determinación del volumen de una pequeña excavación de forma cilíndrica de donde se ha retirado todo el suelo compactado (sin pérdidas de material) ya que el peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilíndrico nos permite determinar la densidad húmeda. Determinaciones de la humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca.  El método del cono de arena utiliza una arena uniforme normalizada y de granos redondeados para llenar el hueco excavado en terreno. Previamente en el laboratorio, se ha determinado para esta arena la densidad que ella tiene para las mismas condiciones de caída que este material va a tener en terreno. Para ello se utiliza un cono metálico.

IV. EQUIPOS Y MATERIALES

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UNPRG 1) APARATO DEL CONO DE ARENA

a) Descripción:  El

aparato

del

CONO DE ARENA consistirá

de

un

frasco

de

aproximadamente un galón (3.785lts.) y de un dispositivo ajustable que consiste de una válvula cilíndrica con un orificio de 12.7mm (1/2”) de diámetro que controla el llenado de un cono de 6” de diámetro y 60º de ángulo basal.  Además tiene un pequeño embudo que continua hasta una tapa de frasco de tamaño normal en un extremo y con un embudo mayor en el otro.

VÁLVULA

CONO METÁLICO FRASCO DETALLE DE LA VÁLVULA

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UNPRG  La válvula deberá tener topes para evitar su rotación cuando este en posición completamente abierta o completamente cerrada. El aparto deberá estar de acuerdo con las exigencias indicadas.  El aparato debe llevar una PLACA BASE para facilitar la ubicación del cono de densidad, permite reducir pérdidas al transferir el suelo desde la perforación al envase y proporciona una base más sólida en suelos blandos; esto puede hacer más difícil la nivelación pero permite en el ensayo abrir agujeros de diámetro mayores y puede reducir la perdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente, así como también ofrecer una base más constante para ensayos en suelos blandos. Cuando se usa la placa de base deberá considerarse como una parte del embudo en el procedimiento de este método de ensayo.  Esta placa debe considerarse como parte constituyente del cono de densidad durante el procedimiento de este método de ensayo.

b) Gráfica de la Estructura del Equipo:

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2) ARENA NORMALIZADA  La arena que se utilice deberá ser limpia, seca, uniforme, no cementada, durable y que fluya libremente. Además deberá tener un coeficiente de uniformidad (D60/D10) menor que 2 y no contener partículas que queden INGENIERÍA CIVIL PAVIMENTOS

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UNPRG retenidas en el tamiz de 2mm (N°10). Debe ser uniforme y preferiblemente de

forma

redondeada

o

sub−redondeada para favorecer que fluya libremente y desprovista de partículas o arena fina (menor que 250mm,

N°60),

para

prevenir

segregación en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de variaciones en la humedad atmosférica.  Al seleccionar una arena para ser usada, deberá hacerse, como mínimo, cinco determinaciones de peso unitario aparente de cada bulto y para que la arena sea aceptable, no deberá existir entre cada uno de los resultados individuales y el promedio una variación mayor que el 1% del promedio.  Antes de usar una arena deberá secarse y dejarse luego en reposo hasta que obtenga la condición de seca al aire, en la zona en que va a ser usada.

3) PLACA BASE  Es una placa con un orificio central de igual diámetro al del embudo de aparato del cono de arena. El diámetro del agujero es de 16 cm. aprox.

16 cm

4) CINCEL  Para la perforación en el suelo estudiado. Con una marca a 15cm de la punta para que sirva como referencia en la perforación.

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5) BALANZA  Para pesar la muestra con sensibilidad al gramo.

6) BROCHA  Para limpieza y mejor aplicación del ensayo.

7) CUCHARON  Conjuntamente con los guantes nos ayudaran a recoger la muestra.

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8) TAMIZ ¾”  Para pasar la muestra obtenida en campo.

9) MARTILLO  Conjuntamente con el cincel ayudar a perforar el suelo estudiado .

10) GUANTES  Para recoger la muestra.

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11) EQUIPO DE SECADO (HORNO)  Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el fin de determinar su contenido de humedad.

V. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS

 Se seleccionara el lugar para efectuar el ensayo, en este caso fue en el mismo campus de la U.N.P.R.G. INGENIERÍA CIVIL PAVIMENTOS

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UNPRG  Se prepara la superficie del punto a controlar, nivelándola o emparejándola y quitando el material vegetal que hubiere, para conseguir un buen asentamiento de la placa.  Se coloca la placa base sobre la superficie nivelada y se procede a excavar dentro de la abertura de la placa base, iniciando la excavación con un diámetro menor (desde el centro) y afinando luego hacia los bordes. La profundidad de la excavación debe ser similar al espesor de la capa bajo control, que en este caso se supuso de 15 cm. por no tener especificaciones técnicas.  Al ejecutar la excavación se debe tener cuidado de no alterar las paredes del suelo que delimitan la perforación, especialmente cuando predominan partículas que al sacarlas pueden desmoronar los costados, cambiando la geometría de la perforación. Si esto ocurriese, se deberá hacer una perforación nueva.  Se coloca todo el suelo excavado en un envase o bolsa resistente, el cual debe cerrar herméticamente para conservar la humedad del suelo y evitar posibles pérdidas de material o contaminación, con un papel que indique las condiciones de la muestra (lugar, fecha, material, hora, etc.).  Se procede a pesar en la balanza el cono con la arena ya en su interior como peso inicial.  Se procede a colocar el cono de arena y abrir la llave hasta que se llene de arena la cavidad hecha  Se procede a pesar el cono de arena con el resto de arena que quedo como peso final.  Se pesa un porcentaje de muestra para determinar su contenido de humedad posteriormente en laboratorio.

VI. DATOS Y RESULTADOS Nº DE PRUEBA

Dº1

ESPESOR COMPACTADO EN CM

15 cm.

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UNPRG LADO

Derecho

PROGRESIVA O ZONA

Nivel Terreno 3120 gr .

1.- PESO DE SUELO HÚMEDO 2.- PESO DE DEPOSITO

560

gr .

3.- PESO DEL SUELO HÚMEDO DEL HUECO (1-2)

2560

gr .

4.- PESO ARENA + EL FRASCO

4810

gr .

5.- PESO ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO

989

gr .

6.- PESO ARENA HUECO + PESO ARENA CONO (4-5)

3821

gr .

7.- PESO ARENA CONO

1495

gr .

8.- PESO ARENA HUECO (6-7)

2326

gr . 1.33

9.- DENSIDAD DE LA ARENA 10.- VOLUMEN DEL HUECO (8/9) 11.- PESO DE GRAVA SECA AL AIRE 12.- PESO ESPECIFICO DE GRAVA 13.- VOLUMEN GRAVA POR DESPLAZAMIENTO (11/12)

gr . /cm3 1749

cm 3

0.00 2.67

cm 3

0.00

14.- PESO DEL SUELO (3-11)

2560

gr .

15.- VOLUMEN DEL SUELO (10-13)

1749

cm 1.46

16.- DENSIDAD DEL SUELO HUMEDO (14/15) 17.- HUMEDAD DEL SUELO

gr . /cm3 11 1.32

18.- DENSIDAD DEL SUELO SECO (16/17+100)x100

gr . /cm3 1.80

19.- MÁXIMA DENSIDAD DE LA CURVA

gr . /cm3

20.-PORCENTAJE DE COMPACTACIÓN (18/19*100)

73.3 %

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UNPRG VII. CONCLUSIONES  De acuerdo a los resultados obtenidos en el ensayo se tiene:  Peso del Suelo: 2560

gr .

 Densidad del Suelo Seco: 1.32

gr . /cm3

 Porcentaje de Compactación: 73.3 %  De acuerdo a la norma, el grado de compactación requerido será del 95% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Modificado (NTP 339.141:1999) en los Suelos Granulares y del 95% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Estándar (NTP 339.142:1999) en los Suelos Finos.  Según el CAPITULO 3 (TECNICAS DE INVESTIGACION DE CAMPO, ENSAYOS DE LABORATORIO, REQUISITOS DE LOS MATERIALES Y PRUEBA DE CONTROL) – CONTROL Y TOLERANCIA indica que en la sub rasante, la humedad de compactación no deberá variar en ± 2% del óptimo contenido de humedad a fin de lograr los porcentajes de compactación específicos.  Podemos concluir que el suelo está MAL COMPACTADO, ya que tiene un porcentaje de compactación de 73.3% , y el grado de compactación requerida debe ser del 95% de su Máxima Densidad Seca; adicionalmente es un suelo orgánico propio de la universidad que está cumpliendo con otro rol y no el de una base o sub base.  Se puede decir que la compactación de los suelos es un procedimiento de estabilización mecánica que logra en la estructura del suelo un incremento considerable de la Resistencia al corte puesto que ha sido un suelo no compactado no cumplió la función directa de la densidad y la cohesión. INGENIERÍA CIVIL PAVIMENTOS

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VIII. RECOMENDACIONES

 Se debe contar con los equipos adecuados, y en buenas condiciones, como sus formas geométricas, sin abolladuras, sin perforaciones, el horno con la temperatura

que

se

requiere,

balanzas

calibradas,

etc.

muchos

instrumentos por el excesivo uso se deterioran rápidamente.  Por tanto, siempre hay que estar pendiente de sus reposiciones, para obtener buenos y exactos resultados.  La suciedad de la arena, también puede influir en la mala calibración de la densidad de esta.

IX. BIBLIOGRAFÍA  MATERIAL DIDÁCTICO :  Manual de ensayo de materiales MTC E 117-2000.  Técnicas de investigación de campo, ensayos de laboratorio, requisitos de los materiales y prueba de control.

 MATERIAL ELECTRÓNICO :  www.u-cursos.cl/ingenieria/2008/1/ME33A/1/.../165207  http://www.constructorcivil.org/2010/02/densidad-de-campo-metodo-delcono-de.html  http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Portada  http://www.astm.org/Standards/D1556.htm  http://civilgeeks.com/astm-d-1556-82-en-espanol/

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X. ANEXOS Figura Nº1: Colocación de placa.

Figura Nº2: Excavación del suelo.

Figura Nº3: Extracción del material.

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Figura Nº4:La

profundidad de 14cm especificada por norma técnica.

Figura Nº5: Guardar la muestra en una bolsa o recipiente hermético.

Figura Nº6: Se procede a pesar en la balanza el cono con la arena. INGENIERÍA CIVIL PAVIMENTOS

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Figura Nº7: Se procede a colocar el cono de arena.

FOTOS DE GABINETE

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NORMA MTC E-117-2000

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