UNIVERSIDAD NACIONAL

PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

CURSO: PAVIMENTOS

DOCENTE: ING. FERNNDEZ MUNDACA ABRAHAM

ALUMNO: SALINAS RIOJA ANTONY

LAMBAYEQUE, ENERO DEL 2015

ENSAYO: DENSIDAD DEL SUELO EN CAMPO POR EL MTODO DEL CONO DE ARENA

1. INTRODUCCINUna vez que se han definido los criterios de compactacin, en la forma de especificaciones tcnicas y 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 nuclearPero para ste informe detallaremos solamente al primero (Cono de Arena).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. Determinndose la humedad de esa muestra nos permite obtener la densidad seca.Se utiliza una arena uniforme normalizada y de granos redondeados para llenar el hueco excavado en terreno.

2. OBJETIVO PRINCIPAL

Determinar la Densidad del Suelo Seco y el Contenido de Humedad del Suelo compactado en el campo, para luego poder determinar el Grado de Compactacin que presenta el suelo en el campo.

REFERENCIA NORMATIVAEl Ensayo de Densidad del Suelo en Campo por el Mtodo del Cono de Arena se debe a normatividad tcnica tanto nacional como internacional, las cuales denominan al ensayo:

Ensayo para Determinar la Densidad del Suelo In Situ por el Mtodo del Cono de Arena

Normas Internacional: ASTM D 1556 (Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Sand-Cone Method)

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

Normas Nacionales:Son adaptacin a nivel de implementacin y a condiciones propias de nuestra realidad, de las normas internacionales. N.T.P 339.143 (Densidad in-situ mediante el cono de arena)

EM 2000: MTC E 117 (Densidad en el sitio - Mtodo del Cono)

MARCO TERICO:Importancia del ensayo: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 a 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 lo siguiente:

Donde: Gc= Grado de Compactacin yd = Densidad Seca en el campo dmax= Densidad Seca Mxima obtenida en el laboratorio.

Resumen del mtodo de ensayo :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 hmeda del suelo in situ se determina dividiendo la masa hmeda 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 hmeda del suelo, el contenido de humedad y el volumen del orifico.

Usos Este mtodo es muy difundido para determinar la Densidad de Suelos compactados utilizados en la construccin de terraplenes de tierra, rellenos de carreteras y estructuras de relleno.

Es comnmente utilizado como base de aceptacin para suelos compactados a una densidad especfica o a un porcentaje de densidad mxima determinada por un mtodo de ensayo normado.

Este mtodo puede ser usado para determinar la densidad in-situ de depsitos de suelos naturales, agregados, mezcla de suelos u otro material similar.

Limitaciones del ensayo: Este mtodo de ensayo se aplica a suelos que no tengan una cantidad excesiva de roca o materiales gruesos con un dimetro mayor a 1.5 pulg.

Este mtodo de ensayo no es adecuado para suelos orgnicos, saturados o altamente plsticos que podran deformarse o comprimirse durante la excavacin del hoyo de ensayo. Este mtodo de ensayo puede no ser adecuado para suelos que contengan materiales granulares dispersos que no mantengan los lados estables en el orificio de ensayo, ni para suelos granulares que tengan altos porcentajes de vacos.

Cualquier suelo u otro material puede ser excavado con herramientas de mano puede ser ensayado, siempre y cuando los vacos o las aberturas de los poros en la masa son lo suficientemente pequeas para prevenir que la arena usada en el ensayo se introduzca en los vacos naturales. El suelo u otro material siendo ensayado debern tener la suficiente cohesin o atraccin entre partculas para mantener estable los lados del hueco pequeo o excavacin. Este deber ser lo suficientemente firme para soportar las presiones pequeas ejercidas al excavar el hueco y colocar el aparato sobre l, sin deformarse o desplazarse.

EQUIPOS Y MATERIALESCono de Arena: El aparato del cono de arena consiste en un frasco de aproximadamente un galn (3.785 lts.) y de un dispositivo ajustable que consta 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.

Arena Calibrada (Arena de Ottawa): La 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 para favorecer que fluya libremente y desprovista de partculas o arena fina, para prevenir segregacin en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de variaciones en la humedad atmosfrica.

Placa Americana:Es una placa con un orificio central de dimetro 6, se debe complementar con 4 clavos que sirven para mantener fija la placa.

Balanza: Para pesar la muestra, con sensibilidad al gramo.

Instrumentos de perforacin y medicin (Comba, cincel y wincha)Para la perforacin en el suelo compactado y para sacar la medida de la profundidad del hueco.

Brocha: Para limpiar las partculas que no pueden ser trabajadas con la mano.

Cucharon: Nos ayudara a recoger la muestra.

Depsito: Para almacenar la muestra mientras esta se extrae.

Tamiz : Para pasar la muestra de suelo.

Estufa: Equipo adecuado para secar muestras con el fin de determinar su contenido de humedad.

PROCEDIMIENTOSe selecciona el lugar en donde se efectuara el ensayo, en este caso fue determinado por el profesor, siendo este a un costado del Edificio de la Escuela de Electrnica.

Se prepara la superficie del punto a controlar, nivelndola o emparejndola y quitando el material vegetal presente, para poder conseguir un buen asentamiento de la placa.

Se coloca la placa base sobre la superficie nivelada sujetndola con ayuda de unos clavos en los costados; para luego proceder a excavar dentro de la abertura de la placa, iniciando la excavacin con un dimetro menor (desde el centro) y afinando luego hacia los bordes.

El dimetro de la Placa Base es 6 y la profundidad de excavacin es 12 cm.

Al ejecutar la excavacin se debe tener cuidado de no alterar las paredes del suelo que delimitan la perforacin, especialmente cuando predominan partculas que al sacarlas pueden desmoronar los costados, cambiando la geometra de la perforacin. Si esto ocurriese, se deber hacer una perforacin nueva.

Del material extrado se coloca una muestra en una capsula para proceder a pesarlo, obteniendo el Peso del Suelo Hmedo + Peso de Capsula, que ser usado para calcular el Contenido de Humedad del Suelo.

Se pesa el cono con cierta cantidad de arena en su interior, obteniendo as: Peso de la Arena + el Frasco (Cono).

Se coloca el Cono de Arena sobre la Placa Americana hacindolas coincidir, para luego abrir la vlvula hasta que se llene de arena la cavidad hecha.

Se procede a pesar el Cono de Arena con el excedente de arena que quedo en el cono, obteniendo as: Peso de la Arena que queda en el Frasco.

Adicionalmente a esto se debe calcular el Peso de la Arena en el Cono.

Finalmente se debe determinar en el laboratorio, la Densidad Seca Mxima y el Contenido de humedad de la muestra recuperada del agujero, para de esta forma, determinar el Grado de Compactacin que presenta el suelo.

CLCULOS Y RESULTADOSClculo del contenido de humedad: Se procedi a sacar el Contenido de Humedad de 2 muestras pertenecientes al suelo en estudio, quedndonos con el contenido de Humedad Promedio.CONTENIDO DE HUMEDAD

FRASCO N24200719

1. Peso de frasco + suelo hmedo97.8190.3299.19101.82

2. Peso de frasco + suelo seco92.5183.2389.6390.18

3. Peso de agua contenida (1-2)5.307.099.5611.64

4. Peso del frasco28.2328.4028.3826.67

5. Peso del suelo seco (2-4)64.2854.8361.2563.51

6. Contenido de humedad (3/5 * 100)8.2512.9315.6118.33

Calculo del Grado de Compactacin del Suelo: N DE PRUEBAD 1

ESPESOR COMPACTADO EN CM,15 cm.

LADODERECHO

PROGRESIVA O ZONANivel Terreno

1.- PESO DE SUELO HMEDO3970

2.- PESO DE DEPOSITO560

3.- PESO DEL SUELO HMEDO DEL HUECO (1-2)3410

4.- PESO ARENA + EL FRASCO6810

5.- PESO ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO2050

6.- PESO ARENA HUECO + PESO ARENA CONO (4-5)4760

7.- PESO ARENA CONO1495

8.- PESO ARENA HUECO (6-7)3265

9.- DENSIDAD DE LA ARENA1.33

10.- VOLUMEN DEL HUECO (8/9)2455

11.- PESO DE GRAVA SECA AL AIRE0

12.- PESO ESPECIFICO DE GRAVA2.67

13.- VOLUMEN GRAVA POR DESPLAZAMIENTO (11/12)0

14.- PESO DEL SUELO (3-11)3410

15.- VOLUMEN DEL SUELO (10-13) 2455

16.- DENSIDAD DEL SUELO HMEDO (14/15)1.39

17.- HUMEDAD DEL SUELO11

18.- DENSIDAD DEL SUELO SECO (16/17+100)*1001.25

19.- MXIMA DENSIDAD DE LA CURVA1.8

20.- % DE COMPACTACIN (18/19*100)69.5

Luego de realizar los clculos y seguir el procedimiento del formato que se nos proporcion en el laboratorio, el Grado de Compactacin es:

Grado de Compactacin: 69.5

CONCLUSIONES

Esta prctica resulto muy interesante ya que por medio de ella podemos conocer el Grado de Compactacin de una capa de suelo; adems es sencilla ya que no necesita mucho tiempo (a excepcin de que tenemos que esperar q la muestra seque por un lapso de 24 horas).

Para la realizacin de este ensayo se debe tener en cuenta que la arena debe ser limpia, seca, uniforme, durable y que discurra libremente; con un Cu=D60/D10 menor a 2 y tamao de partculas menor que la malla 10 (2mm).

El Suelo Compactado presenta un Contenido de Humedad igual a 7.18 %

Como se observa en los resultados estamos frente a un grado se compactacin de 69.66%, esto quiere decir que an no est compactado al 100%.

REFERENCIAS

ASTM D 1556 (Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Sand-Cone Method)

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

http://ingenieracivil.com/2007/10/determinacin-de-la-densidad-de-suelo-en.html

Densidad de Campo: Ing. Luis chang chang - Laboratorio Geotcnico (CISMID)