INGENIERIA CIVIL

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ContenidoINTRODUCCIN1OBJETIVO2MARCO TERICO3DESCRIPCIN DEL MTODO4RESUMEN DEL MTODO4EQUIPOS Y MATERIALES5PROCEDIMIENTO9TOMA DE DATOS Y RESULTADOS10CONCLUSIONES:11

INTRODUCCINUna vez que se han definido los criterios de compactacin, en la forma de especificaciones tcnicas, para las obras en terreno, es necesario utilizar un mtodo para determinar la densidad o peso unitario que el suelo alcanza luego de la compactacin. En todos los proyectos pequeos y casi todos los proyectos grandes esta verificacin se logra bien por el cono de arena o por el mtodo del baln de densidad.En el presente trabajo se realizar la determinacin de la densidad de los suelos en el campo por el mtodo del cono de arena(MTC E 117-2000, ASTM D1556).El ensayo permite obtener la densidad de terreno y as verificar los resultados obtenidos en trabajos de compactacin de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad.En el presente informe se detallar el procedimiento a seguir para la realizacin de este ensayo as como los materiales y equipos a utilizar, con un breve marco terico que ayude a la mejor comprensin de los pasos realizados; tambin se presentar los resultados obtenidos y las correspondientes conclusiones.

OBJETIVO

Determinar la densidad de campo in situ de un suelo ubicado en la UNPRG-costado de laboratorio de pavimentos por el mtodo del cono. Aprender la realizacin de este ensayo y los clculos utilizados para procesar los datos obtenidos en campo. Comprobar con la norma que la realizacin del ensayo cumpla con los requisitos establecidos.

MARCO TERICO

DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO MTODO CONO DE ARENAUna vez que se han definido los criterios de compactacin - en la forma de especificaciones tcnicas - para las obras en terreno, es necesario utilizar un mtodo para determinar la densidad o peso unitario que el suelo alcanza luego de la compactacin.Para obtener estas densidades existen los siguientes mtodos en terreno: Cono de arena Baln de densidad Densmetro nuclearBsicamente, tanto el mtodo del cono de arena como el mtodo del baln de densidad utilizan los mismos principios. O sea, se obtienen el peso del suelo hmedo de una pequea excavacin de forma algo irregular, hecho sobre la superficie del suelo. Si es posible determinar el volumen de dicho hueco.El mtodo del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie del material compactado, este mtodo se centra en la determinacin del volumen de una pequea excavacin de forma cilndrica de donde se ha retirado todo el suelo compactado (sin prdidas de material) ya que el peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilndrico nos permite determinar la densidad hmeda. Determinaciones de la humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca.El mtodo 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 cada que este material va a tener en terreno. Para ello se utiliza un cono metlico.

DESCRIPCIN DEL MTODO

Este medo operativo est basado en la Norma ASTM 156, la misma que se ha adaptado al nivel de implementacin y a las condiciones propias de nuestra realidad. Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras en construccin, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de laboratorio. Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactacin, conocido como Grado de Compactacin, que se define como la relacin en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad mxima correspondiente a la prueba de laboratorio. El Grado de Compactacin de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente expresin:

Donde: = Grado de Compactacin = Densidad Seca en el campo = Densidad Seca Mxima obtenida en el laboratorio

RESUMEN DEL MTODO

Se cava a mano un orificio de prueba en el suelo donde se va a ensayar y todo el material extrado del orificio es recuperado en un contenedor. Se llena el orificio con arena de densidad conocida en cada libre y se determina el volumen. La densidad humedad del suelo in situ se determina dividiendo la masa humedad del material removido entre el volumen del orificio. Se determina el contenido de humedad del material del orificio y se calcula la masa seca del material y la densidad seca del lugar, utilizando la masa humedad del suelo, el contenido de humedad y el volumen del orificio.

EQUIPOS Y MATERIALES1. Aparato del cono de arena:El aparato del cono de arena consistir de un frasco de aproximadamente un galn (3.785lts.) y de un dispositivo ajustable que consiste de una vlvula cilndrica con un orificio de 12.7mm (1/2) de dimetro y que tiene un pequeo embudo que continua hasta una tapa de frasco de tamao normal en un extremo y con un embudo mayor en el otro. La vlvula deber tener topes para evitar su rotacin cuando este en posicin completamente abierta o completamente cerrada. El aparto deber estar de acuerdo con las exigencias indicadas.Placa metlica cuadrada o rectangular, con un hueco central con un borde para recibir el embudo grande (cono) del aparato descrito. La placa debe ser plana en la base y tener suficiente rigidez, con un espesor de 3/8 a (10 a 13mm).

2. Arena de OtawaLa arena que se utilice deber ser limpia, seca, uniforme, no cementada, durable y que fluya libremente. Adems deber tener un coeficiente de uniformidad (D60/D10) menor que 2 y no contener partculas que queden retenidas en el tamiz de 2mm (N10). Debe ser uniforme y preferiblemente de forma redondeada o sub-redondeada para favorecer que fluya libremente y desprovista de partculas o arena fina (N60), para prevenir segregacin en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de variaciones en la humedad atmosfrica.Al seleccionar una arena para ser usada, deber hacerse, como mnimo, cinco determinaciones de peso unitario aparente de cada bulto y para que la arena sea aceptable, no deber existir entre cada uno de los resultados individuales y el promedio una variacin mayor que el 1% del promedio. Antes de usar una arena deber secarse y dejarse luego en reposo hasta que obtenga la condicin de seca al aire, en la zona en que va a ser usada.

3. Balanzas:Una balanza de capacidad mnima de 20Kg. con sensibilidad de 1.0g.

4. Martillo Conjuntamente con el cincel ayudar a perforar el suelo estudiado.

5. Brocha Para limpieza y mejor aplicacin del ensayo.6. Cucharon Conjuntamente con los guantes nos ayudaran a recoger la muestra.BrochaCucharon

7. Equipo para el secamiento:Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el fin de determinar su contenido de humedad.8. Otros: Placa metlica hueca. Cincel, para extraer la arena del suelo en estudio. Bolsas plsticas, para echar la muestra extrada del suelo. Tamiz (3/4) Depsitos plsticos (para llenar muestra y pesarla).

PROCEDIMIENTO Primero determinar la zona donde se realizar el ensayo.

Calibrar los equipos e instrumentos a usar, como el cono y la arena, antes de ser llevados a campo; as como tambin se debe verificar la calibracin de la balanza.

Pesar el cono + el depsito y anotarlo para el clculo posterior.

Una vez ubicado el sitio en donde se proceder a realizar el ensayo, se limpia y se coloca la placa encima de la superficie ya limpia, para evitar que sta se mueva se fija con clavos en el contorno.

Con el cincel y el martillo, y guindose de la circunferencia de la placa, se cava un hueco de aproximadamente 15 cm de profundidad, colocndose el terreno extrado en un recipiente para ser pesado posteriormente.

Verter la arena en el depsito y determinar el peso del cono + depsito + arena.

Colocar el cono con arena sobre la placa y se deja caer la arena por la vlvula del cono hasta que se llene el hueco y la arena deje de caer.

Se cierra la vlvula y se procede a pesar el cono con la arena restante, mientras que el peso de la arena que se qued por encima del hueco correspondiente a la forma del cono se proceder a medir en el laboratorio.

El suelo extrado en el recipiente se pesa.

Se pasa por el tamiz #04, en caso contuviese grava, estas se secarn y se pesarn.

Del suelo extrado se sacan muestras en capsulas para ser pesado y llevado al horno a secar para volver a pesar (peso seco), y obtener as su contenido de humedad.

Por ltimo se realizan los clculos indicados en el formato y se obtiene el porcentaje de compactacin el cual ser comparado con el porcentaje establecido a fin de verificar si cumple con los requisitos de compactacin establecidos.TOMA DE DATOS Y RESULTADOSLa toma de datos se realiz en la universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, costado de laboratorio de pavimentos Teniendo como resultados los siguientes. FORMATO DE TOMA DE DENSIDAD IN-SITU

N DE PRUEBA1

ESPESOR COMPACTADO EN cm

LADO

PROGRESIVA

1P.suelo humedo +deposito5843

2P.del deposito690

3P. del suelo humedo del huevo (1-2)5153

4P.de la arena + el frasco6660

5P.de arena que queda en el frasco1000

6P.de arena del hueco+peso arena cono(4-5)5660

7P.arena cono1450

8P.arena del hueco (6-7)4210

9densidad de la arena1.33

10V. del hueco (8/9)3165.41

11P. de grava seca al aire0

12peso especifico de la grava0

13V. de la grava por desplazamiento (11/12)0

14P.del suelo (3-11)5153

15V. del suelo (10-13)3165.41

16densidad del suelo humedo (14/15)1.63

17humedad del suelo12.64

18densidad del suelo seco (16/17+100)/1001.45

19maxima densidad determinada en la curva1.86

20porcentaje de compactacion (18/19*100)77.70

CONTENIDO DE HUMEDAD

N de capsula4617

1Peso del suelo Humedo + Capsula118.23113.15

2Peso del suelo seco + capsula111.26100.63

3Peso del Agua (1-2)6.9712.52

4Peso de capsula26.2027.32

5Peso suelo seco (2-4)85.0673.31

6% de humedad (3/5x100) 8.1917.08

% de humedad (promedio)12.64

CONCLUSIONES:

El grado de compactacin del suelo para este ensayo resulto ser 77.70 % que es menor en comparacin al grado de compactacin especificado (95%) por lo cual su control de compactacin no es aceptable.

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