inf. n°1 - densidad de campo

“UNIVERSIDAD NACIONAL

PEDRO RUIZ GALLO”Facultad de Ingeniería Civil, Sistemas y

ArquitecturaEscuela Profesional de Ingeniería Civil

PRACTICA DE LABORATORIO PAVIMENTOS N°1“ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

METODO DEL CONO DE ARENA”

Docente : Ing. Abraham FERNANDEZ MUNDACA

Alumno : BURGA RAMIREZ, Juan Daniel

Código : 071913J

Grupo Horario : 16 B

Hora : Martes12:30p.m. – 14:10p.m.

Fecha de Realización : 04 de Setiembre del 2012

Fecha de Entrega : 11 de Setiembre del 2012

Ciclo Académico : 2012 - I

Lambayeque, Perú

PAVIMENTOS ING. ABRAHAM FERNANDEZ MUNDACA

INDIC

E

I. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................3

II. ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN........................................................................................4

III. REFERENCIAS NORMATIVAS....................................................................................................4

IV. MARCO TEORICO.....................................................................................................................5

V. EQUIPOS Y MATERIALES...........................................................................................................6

1. Aparato de Densidad..........................................................................................................6

2. Arena..................................................................................................................................6

3. Balanzas..............................................................................................................................7

4. Placa base...........................................................................................................................7

5. Balanza................................................................................................................................8

6. Cincel..................................................................................................................................8

7. Martillo...............................................................................................................................8

8. Brocha.................................................................................................................................8

9. Guantes...............................................................................................................................9

10.Cucharon.............................................................................................................................9

11.Bolsa de muestras...............................................................................................................9

12.Deposito..............................................................................................................................9

13.Tamiz ¾”...........................................................................................................................10

14.Equipo para el secamiento................................................................................................10

VI. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS..................................................................................11

VII. DATOS....................................................................................................................................12

VIII. CALCULOS Y RESULTADOS......................................................................................................12

IX. CONCLUSIONES......................................................................................................................14

X. BIBLIOGRAFIA.........................................................................................................................14

XI. ANEXOS..................................................................................................................................15

DENSIDAD DE CAMPO 2


I. INTRODUCCIÓN

A un suelo natural o compactado muchas veces se le debe

medir la densidad in situ, tal como se presenta en la realidad.

Este parámetro se puede medir con equipos nucleares, con el

balón de goma o con el método del cono de arena. Este

informe expone las bases del método del cono de arena y

expone un ejemplo de cálculo de densidad in situ para este

método. Los datos obtenidos son utilizados para calcular la

densidad relativa del suelo.

Este informe proporciona un medio para comparar las

densidades secas en obras en construcción, 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.

DENSIDAD DE CAMPO 3


II. ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN

Este método de ensayo establece cómo determinar la densidad y el peso

unitario de suelos in situ utilizando el equipo de cono de arena.

Este método de ensayo se puede utilizar también para la determinación

de densidad y peso unitario in situ de suelos inalterados, siempre que los

poros o vacíos del suelo sean lo suficientemente pequeños para evitar que

la arena utilizada en el ensayo se introduzca en ellos. El suelo u otro

material utilizado en el ensayo deben tener suficiente cohesión o atracción

entre partículas para mantener estables las paredes del agujero

confeccionado, y ser lo suficientemente firme para soportar sin

deformaciones ni desprendimientos la leve presión ejercida durante la

excavación y el posicionamiento del equipo sobre él.

Este método de ensayo no es adecuado para suelos orgánicos, saturados

o con alta plasticidad que se puedan deformar o comprimir durante la

excavación del agujero. Este método de ensayo puede no ser adecuado en

suelos conformados por materiales granulares sueltos que no mantienen

las paredes estables del agujero del ensayo, suelos que contienen

cantidades considerables de material grueso mayor que 38 mm de

diámetro y suelos granulares que tienen un alto índice de vacíos.

Cuando los materiales que son ensayados contienen una cantidad

considerable de partículas mayores que 38 mm o cuando se requiere que

el volumen del agujero excavado sea mayor que 2 830 cm3, se debe

aplicar los métodos ASTM D 4914 o ASTM D 5030.

III. REFERENCIAS NORMATIVAS

Las siguientes referencias contienen disposiciones que al ser citadas en

este texto constituyen requisitos de la presente Norma. Las mismas que

deberán ser de la edición vigente.

NTP 339.143 (Método de ensayo estándar para la densidad y

peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena)

MTC E 117 (Densidad en el sitio - Método del Cono)

ASTM D 1556 (Standard Test Method for Density and Unit Weight of

Soil in Place by the Sand-Cone Method)

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ASSHTO T 191 (Density In-Place By The Sand Cone Method)

IV. MARCO TEORICO

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO METODO

CONO DE ARENA (ASTM D1556−64)

Una vez que se han 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:

Cono de arena

Balón de densidad

Densímetro nuclear

En este informe nos referiremos solamente el primero.

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.

V. EQUIPOS Y MATERIALES

1. Aparato de Densidad

Se utilizara el cono convencional, y menor o igual a 150 mm (6”) en el

otro. Se utilizara el macro cono. El cono convencional utilizado en este

DENSIDAD DE CAMPO 5


ensayo es un aparato medidor de volumen, provisto de una válvula

cilíndrica de 12.7 mm (½”) de abertura, que controla el llenado de un

cono de 6” de diámetro y 60° de ángulo basal. Un extremo termina en

forma de embudo y su otro extremo se ajusta a la boca de un recipiente

de aproximadamente 1 galón de capacidad. La válvula debe tener topes

que permitan fijarla en su posición completamente cerrada o

completamente abierta. Base metálica de 12”X12”, con un agujero en el

centro de 6” de diámetro.

2. Arena

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 retenidas en el tamiz de 2 mm (No.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 250 μm, No.60), para prevenir segregación en almacenamiento o

uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de

variaciones en la humedad atmosférica (arena de Ottawa o Guamo,

Tolima).

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3. Balanzas

Una balanza de capacidad de 10 kg y sensibilidad de 2 g y otra de

capacidad de 200 g y sensibilidad de 0.1 g.

4. Placa base

Es una placa con un orificio central de igual diámetro al del embudo de aparato del

cono de arena.

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5. Balanza

Para pesar la muestra con sensibilidad al gramo.

6. Cincel

Para la perforación en el suelo estudiado.

7. Martillo

Conjuntamente con el cincel ayudar a perforar el suelo estudiado.

8. Brocha

Para limpieza y mejor aplicación del ensayo.

9. Guantes.

Para recoger la muestra.

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10. Cucharon

Conjuntamente con los guantes nos ayudaran a recoger la muestra.

11. Bolsa de muestras

Para recoger la muestra sin que la misma pierda parte de su humedad.

12. Deposito

Para almacenar la muestra mientras esta se extrae.

13. Tamiz ¾”

Para pasar la muestra.

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14. Equipo para el secamiento

Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el fin de determinar

su contenido de humedad.

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VI. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS

Se seleccionara el lugar para efectuar el ensayo, siendo éste en el

sector nor-oriente de la Universidad Central.

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

cms. 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.

VII. DATOS



VIII. CALCULOS Y RESULTADOS

CONTENIDO DE HUMEDAD %

MUESTRA ARCILLA LIMOSA

ARCILLA LIMOSA

FRASCO N° 24 61.- PESO FRASCO + SUELO HUMEDO 104.1

7gr. 100.6

9gr.

2.- PESO FRASCO + SUELO SECO 99.89 gr. 96.45 gr.3.- PESO DE AGUA (1-2) 4.28 gr. 4.24 gr.4.- PESO FRASCO 28.15 gr. 26.78 gr.5.- PESO SUELO SECO (2-4) 71.74 gr. 69.67 gr.6.- CONTENIDO DE HUMEDAD % (3/5*100) 5.97 % 6.09 %7.- CONTENIDO DE HUMEDADPROMEDIO

%6.03 %

N° DE PRUEBA 1

ESPESOR COMPACTADO EN CM. 15.00 cm

LADO DERECHO

PROGRESIVA0+500.0

0 km

1.- PESO DE SUELO HUMEDO 4283 gr.

2.- PESO DEL DEPOSITO 168 gr.

3.- PESO DEL SUELO HUMEDO DEL HUECO (1-2) 4115 gr.

4.- PESO DE LA ARENA + EL FRASCO 6393 gr.

5.- PESO DE LA ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO 1489 gr.

6.-PESO DE LA ARENA HUECO + PESO ARENA CONO (4-5) 4904 gr.

7.- PESO ARENA CONO 1504 gr.

8.- PESO ARENA HUECO (6-7) 3400 gr.

9.- DENSIDAD DE LA ARENA 1.34 gr./cm310.- VOLUMEN DEL HUECO (8/9) 2537 cm3


DATOS

TARRO 24 TARRO 06

1. PESO DE MUESTRA + TARRO 104.17 100.69

2. PESO DE MUESTRA SECA +

TARRO

114.99 96.45

3. PESO DEPOSITO 28.15 26.78

4. PESO DE SUELO HUMEDO 4283

5. PESO DE DEPOSITO 168

6. PESO ARENA + EL FRASCO 6393

7. PESO ARENA QUE QUEDA EN EL

FRASCO

1489


11.- PESO DE GRAVA SECA AL AIRE gr.12.- PESO ESPECIFICO DE GRAVA 0 gr.13.- VOLUMEN GRAVA POR DESPLAZAMIENTO (11/12) 0 cm314.- PESO DEL SUELO (3-11) 4115 gr.15.- VOLUMEN DEL SUELO (10-13) 2537 cm316.- DENSIDAD DEL SUELO HUMEDO (14/15) 1.62 gr/cm317.- HUMEDAD DEL SUELO 6.03 %18.- DENSIDAD DEL SUELO SECO (16/(1+17/100)) 1.53 gr./cm319.- MAXIMA DENSIDAD DE LA CURVA 1.96 gr./cm320.- % DE COMPACTACION (18/19*100) 78.04 %



IX. CONCLUSIONES

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. 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. Se tolera hasta

2 puntos porcentuales menos en cualquier caso aislado, siempre que la

media aritmética de 6 puntos de la misma compactación sea igual o

superior a lo especificado.

Concluimos que nuestro terreno no está bien compactado ya que tiene

78.04 % y el grado de compactación requerida será del 95% de su

Máxima Densidad Seca.

X. BIBLIOGRAFIA

http://www.ingenieracivil.com/2008/03/densidad-in-situ-metodo-del-cono-de.html

http://www.astm.org/Standards/D1556.htm http://civilgeeks.com/astm-d-1556-82-en-espanol/ http://html.rincondelvago.com/densidad-del-suelo.html

XI. ANEXOS


inf. n°1 - densidad de campo

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