trabajo de cbr

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

CBR DE TERRENO DE FUNDACIÓN

TRABAJO

MECÁNICA DE SUELOS II

SEMESTRE 2008-I

INTEGRANTES DEL GRUPO

HELENY DEL CARMEN CHÁVEZ RAMÍREZ 053155

EDUARDO PANDURO GONZÁLEZ 053161

DAVID BELLIDO TANANTA 033052

CÉSAR APAGÜEÑO ANTON 033002

GIM KARL

RODOLFO ARMANDO VILLALOBOS RÍOS 203152

HENRY

IZQUIERDO

INTRODUCCIÓNComo se sabe el ensayo CBR es de suma importancia, ya que sirve

para conocer la resistencia que tiene un suelo en el que se quiere trabajar. Es por eso que en obra, este ensayo forma parte fundamental en el estudio de suelos que se hace con el fin de conocer las características que presenta el terreno donde se desea trabajar, ya que este ensayo se realiza tanto en el suelo subrasante (terreno de fundación) como en las capas de sub base y base (cimientos); y gracias a él se puede diseñar el tipo de pavimento a utilizar.

En nuestro caso nos fue asignado realizar el ensayo para el caso de terreno de fundación. En esta parte del proceso constructivo, este ensayo aparte de darnos a conocer la resistencia que presenta el suelo, nos ayuda a determinar si el suelo requiere un mejoramiento en su calidad.

A continuación se detalla cada uno de los pasos y ensayos seguidos para la realización del ensayo CBR, entre ellos tenemos: la exploración de suelos y la realización de los ensayos estándar.

OBJETIVOS DEL TRABAJO

GENERALES

Complementar con el trabajo de campo y laboratorio, lo aprendido en clase.

Interpretar los ensayos y resultados elaborados en laboratorio.

ESPECÍFICOS

Entregar al alumno las herramientas necesarias para su desempeño como profesional.

Aprender a realizar el ensayo de CBR, para el caso de un terreno de fundación.

El trabajo de campo encomendado, fue de realizar el ensayo de CBR para el caso de un terreno de fundación.

Para ello el lugar asignado fue la cuadra del jirón Paraíso; pero debido a que en ese tramo se estaba ya colocando la capa de sub base, se procedió a buscar un lugar alterno al asignado.

Así que al final la exploración y muestreo de suelos (calicata), la realizamos a 100 metros de la cuadra del jirón Paraíso, para ser más específicos en el pasaje Chile.

A continuación se muestra el croquis de la ubicación de la calicata.

El trabajo de campo fue realizado a 100 metros del jirón Paraíso, específicamente a la altura del pasaje Chile. Esto debido a que en el jirón Paraíso que es colindante con la Av. Circunvalación se están realizando trabajos de pavimentación.

El trabajo de campo fue ejecutado con la participación de los integrantes del grupo, el día 28 de mayo de 2008.

Una vez realizado el recorrido y reconocimiento de nuestra área de estudio,determinamos el lugar donde realizamos nuestra exploración de suelos

(calicata).

Los pasos seguidos para la realización de nuestra excavación (calicata) fueron los siguientes:

1) Procedimos al limpiado de las partes adyacentes a nuestra calicata, sacando hierbas, piedras, bolsas, basura; con el fin de que estos elementos no nos dificulten al momento de realizar nuestra excavación.

2) Luego procedimos al delimitado de nuestra calicata, es decir, a marcar la dimensión que tendría, teniendo así:

3) Con las medidas delimitadas, empezamos a cavar.

4) Pasado un tiempo llegamos hasta la profundidad requerida para este tipo de excavaciones, en este caso para CBR de terreno de fundación, la cual es de 1.50 m.

5) Al llegar al 1.50 m, procedimos a realizar las anotaciones correspondientes en el registro de excavaciones, observando y describiendo los estratos que pudimos encontrar.

6) Luego procedimos a realizar el ensayo de densidad in situ.

7) Después de realizar el ensayo, y luego de extraer la cantidad de muestra a necesitar en los ensayos de laboratorio, procedimos a tapar la calicata.

REGISTRO DE EXCAVACIONES

C-01

AASHTO SUCS SIM BOLO

media, de poca humedad color anaranjado, con trazos de

arena arcillosa, color amarillo.

La profundidad pedida fue de 3.00m pero debido 1.50 m

OBSERVACIONES:

SM-SC

Ubicación Pasaje CHILE - Morales

A-2-4(0)

REGISTRO DE EXCAVACION

Ejecuta FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Calicata N°

Estrato Descripcion del Estrato de sueloCLASIFICACION

El suelo ensayado fue de un solo estrato el cual estaba humedecido.

Estudio de Mecanica de Suelos con f ines de Cimentacion

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTINFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y PAVIMENTOS

El suelo es una mezcla de arcilla con arena limosa, de compacidad

Proyecto

•Con el fin de conocer las características del suelo, sus propiedades físicas, y para tener una idea de su comportamiento; realizamos con las muestras obtenidas de la excavación, los ensayos estándar.

• Los cuales son detallados a continuación.

MATERIALES Y EQUIPOS

Aparato cono de arena.- Compuesto por una válvula cilíndrica, con un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de un recipiente de aprox. 4 litros de capacidad.

El aparato lleva una placa base, con un orificio central de igual diámetro del embudo.

Balanza con capacidad de 1000 g a más.- Con precisión de un gramo.

•Horno de secado (estufa).- Controlado por termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC.

Herramientas de corte y tallado - accesorios: Martillo, cincel, espátula, brocha, tamices, regla metálica.

Contenedores

•Arena estandarizada Bolsas plásticas

Este ensayo se realizó utilizando el Método de Reemplazo de Arena, cuyos pasos seguidos fueron los siguientes:

1) Primero se procedió a clavar la placa cuadrilátera que tiene en el centro un hueco circular, esto con ayuda del martillo, clavos y cincel.

PROCEDIMIENTO

2) Nivelada la superficie a ensayar, se colocó la placa base y se procedió aexcavar un agujero dentro de la abertura de ésta.

3) Al sacar, se fue poco a poco moldeando con la ayuda de una espátula el círculovacío que iba dejando la muestra. La muestra se sacó hasta llegaraproximadamente bajo 10 cm. de la placa.

4) Luego se procedió a guardar la muestra en una bolsa.

5) Después fue colocado el envase cónico que contiene arena, en el vacíodejado por la muestra sacada. El peso de la arena total del cono debe serconocida.

Llenado completamente el vacío se sacó cuidadosamente el envase cónico.

6) La arena que ocupó el vacío es puesta en una bolsa para ser llevada allaboratorio, para ser pesada

RESULTADOS

1.- peso de la arena del hueco + peso de la arena en el cono 3730 grs.

2.- Peso de la arena del cono1392 grs.

3.- Peso de la arena usada : (1) - (2)2338 grs.

4.- densidad de la arena1.41 grs./cm3

5.- volumen del cono987.23 cm3

6.-volumen del agujero: [ {(3) / (4)} – (5) ]670.926 cm3

7.-peso del suelo húmedo1288.00 grs.

8.- densidad del suelo : (7) / (6)1.92 grs. / cm3

Ensayo de la densidad in situ

ASTM D-2216


•Horno de secado (estufa).-Controlado por termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC.

Balanza electrónica digital

•Equipo de manipuleo, como:

PROCEDIMIENTO

1)Empezamos pesando el contenedor o envase a utilizar.

2) Luego seleccionamos la cantidad de muestra del suelo por el método delcuarteo que represente el contenido de humedad de la muestra. Colocamos lamuestra en el contenedor o envase utilizado y procedimos a pesar, obteniendoasí: Peso del tarro + suelo húmedo.

4) Luego colocamos la muestra en el horno para su secado durante 24 horas.

5)Después de pasada las 24 horas se procedió a extraer la muestra del horno, yse dejó enfriar hasta alcanzar temperatura ambiente. Luego de enfriada, lamuestra, fue pesada obteniendo esta vez el dato: Peso del tarro + Suelo seco.

CÁLCULOS

Los datos obtenidos del procedimiento del ensayo son los siguientes:

Peso del contenedor = 55 g.

Peso de la muestra húmeda + peso del contenedor = 513 g.

Peso de la muestra seca + peso del contenedor =465 g.

Cálculo del Peso de la muestra seca =465– 55 = 410g.

Cálculo del peso del agua =513 – 46 = 48 g.

Cálculo del contenido de humedad:

Peso del contenedor = 54 g.

Peso de la muestra húmeda + peso del contenedor = 504 g.

Peso de la muestra seca + peso del contenedor =456 g.

Cálculo del Peso de la muestra seca = 456–54 = 402 g.

Cálculo del peso del agua =504 – 456 =48 g.

Cálculo del contenido de humedad:

100seco suelo del peso

agua del pesoHumedad de Cont. x

71.11100410

48Humedad de Cont. x 94.11100

402

48Humedad de Cont. x

RESULTADOS

Determinación del % (porcentaje) de Humedad Natural ASTM 2216

LATA# 644 # 622

Peso de lata (g) 55 54

Peso del suelo húmedo + lata(g) 513 504

Peso del suelo seco + lata(g) 465 456

Peso del agua (g) 410 402

Peso del suelo seco 48 48

% de humedad 11.71 11.94

ASTM D-854MATERIALES Y EQUIPOS

•Fiola o Frasco volumétrico.- Con una capacidad de 500ml.

• Embudo de vidrio

•Probeta de vidrio 1000 ml

•Gotero de 100 ml

•Termómetro Químico de 60ºC.

•Balanza electrónica digital de 6000 g de 0.01 de precisión.

•Tamiz Nº 4 (abertura de 4.75 mm)

•Bomba de vacío

•Papel absorbente•Pizón de metal.- Servirá para disminuir los grumos de la muestra

•Espátula, limpiador de boquilla de fiola y cucharas

•Guantes de asbesto

PROCEDIMIENTO

1)Primero se hizo pasar la muestra por el tamiz Nº 4.

2) Luego se procedió por el método del cuarteo a seleccionar la cantidad demuestra a utilizar, en nuestro caso la muestra es de 120 g.

3) Como la muestra se encontró con grumos, se debimos desmenuzarla con laayuda de un pisón, para así no tener problemas al momento de introducir lamuestra en la fiola.

4) Se calibró la fiola a 20ºC, la cual debe encontrarse completamente limpia y seca.

5) Luego se procedió a introducir agua en la fiola, hasta llegar a la raya blanca quees su medida, en este paso se debe tener mucho cuidado con el menisco.

6) Una vez con agua, la fiola fue pesada, para esto la fiola debe estar tapada.

7) Luego vertimos aproximadamente los ¾ partes de agua de la fiola en laprobeta de vidrio.

8) Luego pesamos un contenedor (tarro) vacío.

9) Después se colocó la cantidad de muestra a utilizar (120 g) en el tarro, y seprocedió a su pesado.

Acto seguido se procedió a colocar la muestra en la fiola que contiene agua.

10) Y se procedió a mover la fiola formando círculos, se movióaproximadamente 10 minutos.

11) Después de pasado los 10 minutos, llenamos de nuevo hasta la rayablanca de la fiola con agua, teniendo siempre cuidado con el menisco.

Nuevamente procedimos a mover la fiola por otro intervalo de 10 minutos.

Se secó las partes exteriores del frasco y se llenó nuevamente de agua la fiola.

12) Se colocó la manguera de la bomba de vacío en la fiola, la cual succionó elaire atrapado en ella.

13) Se llenó nuevamente hasta la marca con agua.

14) Se procedió después al pesado, obteniendo el dato: Peso del frasco + agua+ suelo.

15) Medimos la temperatura en que se encuentra la fiola.

16) Con los datos obtenidos se procedió a realizar los cálculos respectivos.

RESULTADOS

Determinación de la Gravedad Específica de los sólidos ASTM D-854

LATA

1

Volumen del frasco a 20ºC (ml.) 500 500Método de remoción del aire VACÍO VACÍO

Peso del frasco + agua + suelo (g) 778.56 778.42Temperatura a ºC 27ºC 27ºCPeso del frasco + agua(g) 717.48 717.24Nº TARRO # 14 # 15Peso del suelo seco (g) 120.00 120.00Volumen de sólidos(cm3) 46.69 46.51Gravedad Específica 2.57 2.58PROMEDIO 2.57

ASTM D-422


•Horno de secado (estufa).-Controlado por termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC.

●Balanza electrónica digital

• Tamices de mallas de: Nº 4 –Nº 8 – Nº 10 – Nº 16 – Nº 20 – Nº 30 – Nº 40 - Nº 50 – Nº 60 – Nº 80 - Nº 100 – Nº 200

– PLATO O CAZOLETA.

• Equipo de manipuleo

PROCEDIMIENTO

1)Se pesó un tarro vacío, el cual debe estar seco y limpio.

2) Se colocó la muestra seleccionada y obtenida por el método del cuarteo enel tarro, y se obtuvo el dato: Peso de la muestra antes del lavado + peso deltarro.

3) Luego colocamos la muestra ya pesada en un envase con agua para susaturación, dejándola así por un período de 24 horas aproximadamente.

4) Después de transcurrido este tiempo procedimos al lavado de la muestra,ayudados en este proceso por la malla Nº 200, se lava cuidadosamente conagua hasta que esta se vuelva clara. Se debe tener mucho cuidado de no dañarel tamiz ni perder suelo en este proceso.

5) El material lavado fue cuidadosamente vertido en un recipiente previamentepesado. Se debe tener cuidado de no dejar partículas de suelo en la malla deltamiz.

6) Se colocó la muestra en el horno para su secado, durante 24 horas.

7) Después de transcurrida las 24 horas, se extrajo la muestra del horno y sedejó enfriar.

8) Luego procedimos a pesarla, obteniendo así el dato: Peso de la muestradespués del lavado + Peso del tarro.

9) Una vez pesada, empezamos con la tamización, utilizando las mallas (en ordendecreciente): tapa - Nº 4 – Nº 8 – Nº 10 - Nº 16 – Nº 20 - Nº 30 – Nº 40 - Nº50 – Nº 60 – Nº 80 - Nº 100 – Nº 200 – plato o cazoleta; los cuales deben estarlimpios y libres de partículas retenidas en las mallas.

11) Luego los datos (pesos) obtenidos en cada tamiz sirvieron para larealización de los cálculos.

10) Después de haber movido los tamices para que las partículas de suelo puedantamizarse mejor, se procedió a pesar las muestras retenidas en cada tamiz,colocando uno a uno los retenidos de cada malla en un papel para ser pesados.Se debe tener mucho cuidado en este proceso para así no perder ningunapartícula de suelo.

Todos los datos obtenidos se encuentran en la siguiente tabla:Peso de la muestra antes del lavado = 338 g.Peso de la muestra después del lavado = 261 g.

CÁLCULOS

Tamices Peso

Retenido (g)

Peso Retenido (g)

(corregido)

% Retenido

Parcial

% Retenido

Acumulado

% Que

PasaØ (mm)

Nº4 4.760 00.00 00.00 00.00 00.00 100.00

Nº8 2.380 00.46 00.46 00.46 00.14 99.86

Nº10 2.000 00.20 00.20 00.66 00.20 99.80

Nº16 1.190 04.23 04.23 04.89 01.45 98.55

Nº20 0.840 09.44 09.44 14.33 04.24 95.76

Nº30 0.590 16.20 16.20 30.53 09.03 90.97

Nº40 0.426 20.20 20.20 50.7316.01

84.99

Nº50 0.297 28.26 28.26 78.9923.37

76.63

Nº60 0.250 16.30 16.30 95.2928.19

71.81

Nº80 0.177 37.95 37.95 133.2439.42

60.58

Nº100 0.149 53.85 53.85 187.09

55.35

44.65

Nº200 0.074 57.11 57.11 244.20

72.25

27.75

PLATO 16.80 93.80 338.00 100.00 00.00

TOTAL 261.00 338.00

Análisis Granulométrico por tamizado ASTM D-422

RESULTADOS

CURVA GRANULOMETRICA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.11101001000

Diametro mm.

% P

asa

ASTM D-4318


•Copa de Casagrande.- Consiste en una taza (cuchara) de bronce con una masa de 200 +/- 20 g. montada en un dispositivo de apoyo fijado a una base de caucho, madera o plástico duro

•Acanalador (Ranurador).- Mango de calibre de 1cm, sirve para verificar la altura de caída de la cuchara o copa.

•Horno de secado (estufa).- Controlado por termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC.

Ranurador AASHTO Ranurador Plástico

•Plato de evaporación de sílica gel Espátula de hoja flexible

•Gotero con agua destilada Probeta de 25ml de capacidad

•Balanza de precisión de 0.01 g. Placa de Vidrio

Tarros o contenedores Malla Nº 40 ASTM

PROCEDIMIENTO

Pusimos la muestra sobre una lona y cuarteamos obteniendo así aprox. 5 kg.

Dicha muestra fue expuesta al sol para su secado.

Después de su secado, esta muestra fue pasada por la malla Nº 4, esto se hace con la finalidad de que las partículas de suelo que pasen sean casi finas y así no dañen la malla Nº 40 al pasar por ella.

Pesamos un tarro, y colocamos la muestra en él y volvimos a pesar.

1) Pasamos la cantidad de muestra obtenida de la malla Nº 4 (4.5 kg aprox), ahora por la malla Nº 40.

2) De la muestra obtenida de la malla Nº40, pesamos aproximadamente 400g.

3) Luego colocamos agua en el tarro que contiene la muestra para su saturación durante 24 horas, estos tarros deben estar herméticamente cerrados.

4) Pasada las 24 horas, tomamos la muestra y la colocamos en el desecador de sílica gel.

5) Colocamos agua gota por gota hasta que la muestra obtenga una consistencia trabajable, esto se hace removiendo bien la muestra hasta que esta se mezcle bien con el agua.

6) Se dejó reposar la muestra 5 minutos.

7) Mientras la muestra reposaba, calibramos la copa Casagrande, la calibración consiste en verificar la altura de la copa la cual debe ser de 1 cm, esta verificación se hace haciendo pasar el ranurador por debajo de copa.

8) Después de haber dejado reposar la muestra, la movemos y tomamos un poco de ella, sacando una cantidad pequeña en forma de triángulo y colocamos esta

cantidad en la mitad de la copa, esparcimos la muestra hacia los lados de la copa tratando de enrasar y verificamos con el ranurador plástico su espesor que debe

ser de 1 cm.

10) Procedemos a realizar los golpes, tomando la manija de la copa y elevándola 1 cm, y empezamos a golpear, esto se hace hasta que la muestra logre cerrar un pequeño espacio del canal (2.5mm del largo).

9) Luego con la ayuda del ranurador AASHTO formamos la canaleta.

11) Obtenido el número de golpes, la muestra es retirada de la copa y puesta en un tarro previamente pesado, la muestra colocado en el tarro debe pesar como mínimo 30g.

12) Colocamos la muestra en la estufa para su secado.

13) Una vez secada (durante 24 horas) es pesada y con estos datos se calcula el contenido de humedad de dicha muestra.

PROCEDIMIENTO

1) La preparación de esta muestra es idéntica a la preparación de la muestra para el límite líquido, o bien podemos usar la misma muestra que usamos en ella, pero esta muestra debe estar lo suficientemente plástica para moldearla como una esfera.

2) Se toma una porción de suelo aproximadamente un centímetro cúbico, se amasa entre las manos y se hace rodar con la palma de la mano o la base del pulgar, moviéndolo hacia adelante y hacia atrás.

3) Haciendo estos movimientos formamos cilindros de aproximadamente 3mm de diámetro, cuando alcanzan este diámetro se dobla y se masa nuevamente, para volver a formar el cilindro, este procedimiento se repite hasta el cilindro se corte en trozos al llegar al diámetro de 3mm. Estos trozos deben ser de 0.5 a 1 cm. de largo, y ya no podamos remasarlos ni constituirlos.

4) Los trozos obtenidos son colocados en un tarro previamente pesado, luego pesamos nuevamente el tarro más la muestra y lo colocamos en la estufa para su secado durante 24 horas.

5) Después de su secado, lo dejamos enfriar y procedemos a pesarlo, con los datos obtenidos calculamos su contenido de humedad, el cual viene ser su límite plástico.

ASTM D-1557


Molde de compactación, con base y collar. Pisón o martillo.

Extractor de muestrasContenedores o tarros (latas).

Horno de secado (estufa).-Controlado por termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme

de 110 +/- 5 ºC.

Tamices (3/8”, ¾”, Nº 4)

Balanza electrónica digital

Barra niveladora

Cuchillo

Bandejas, espátula, cucharas Barrilejo, martillo de goma

PROCEDIMIENTO

1) El material obtenido de la calicata es expuesto al sol para su secado.

2) Basándonos en los datos obtenidos en la granulometría y límites de consistencia, determinamos el método a utilizar, para nuestro caso es:

Método “D”- 5 capas- 56 golpes

3) Se preparó la muestra: para cada punto necesitamos 6kg como fueron 3puntos, entonces utilizamos 18 kg en total.

4)Procedemos a separar de los 18 kg, 6kg, cada uno de los 6 kg en surespectivo envase.

5) Luego se calculó la cantidad de agua que utilizamos en cada muestra.

6) Vaciamos la muestra de uno de los envases en una bandeja paraposteriormente humedecerla.

7) Esparcimos la muestra por toda la superficie de la bandeja.

8) Con la cantidad de agua necesaria obtenida para cada muestra, procedimos ahumedecer cada muestra con su respectiva cantidad, se reconoce cuando unsuelo esta completamente humedecido cuando su color es uniforme, una vezhumedecido dejamos reposar.

9) Luego del reposo, cuarteamos la muestra, obteniendo 5 muestras.

10) Pesamos y hallamos el volumen del molde.

11) Después colocamos el molde de compactación sobre una superficie firme, loajustamos a su base y le colocamos su anillo.

12) Engrasamos la parte interior del molde, y procedemos a colocar la primeracapa, esto con la ayuda del barrilejo.

13) Pisoneamos un poco la muestra y empezamos a golpear, esto con el pisónmecánico, realizando 56 golpes.

14) Después de realizado los 56 golpes, con la ayuda de un cuchillo sacamos elmaterial que no se compacto y que quedó adherido a las paredes del molde.

15) Procedemos a colocar la segunda capa, y seguidamente empezamosnuevamente a golpear; realizamos el mismo procedimiento hasta compactar las 5capas.

16) Una vez compactadas las 5 capas, enrasamos con la ayuda de una barraniveladora, escarbamos un poco los costados y sacamos el anillo del molde,también le sacamos su base.

17) Procedemos a pesar el molde más muestra.

18) Una vez pesada, colocamos el molde más la muestra en el eyector oextractor de muestras.

19) Una vez extraída la muestra, fue cortada en tres partes.

20) Y procedimos a sacar dos muestras, una de la parte central y otra de laparte inferior; las cuales son colocadas en tarros que fueron previamentepesados (estas muestras deben ser mínimo 100g).

21) Pesamos las muestras, y las colocamos en la estufa para su secado durante24 horas.

22) Una vez secadas, fuewron enfriadas y pesadas, y con los datos obtenidoscalculamos su contenido de humedad, densidad húmeda, densidad seca, etc.

23) Este mismo procedimiento se realiza para cada una de las 2 muestras restantes.

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