ensayo de muestreo
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INDICE
INTRODUCCION
1. GENERALIDADES 3
ENSAYO DE MUESTREO PARA
PAVIMENTOS
UNIVERSIDAD ALAS PERUANASFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
TEMA:
INTEGRANTES:
Cesar Ayamani MoroccoAdonai Madeleinne Moya CruzEnrique Soto VasquezThatiana Murillo LuzaMiguel Angel Chambi Héctor Llanos ChuraHarold Roger Velasquez CuailaHasell Cristell StephanieJose Benavides BarriosJose Huamani Huamani
2. OBJETIVOS DEL ESTUDIO 4
3. MARCO TEORICO 5
4. UBICACIÓN DEL AREA DE ESTUDIO 9
5. CONDICIONES CLIMATICAS DEL AREA EN ESTUDIO
10
6. CARACTERISTICAS DEL PROYECTO
11
7. ANTECEDENTES GEOLGICOS DE LA ZONA
12
8. TRABAJOS DE CAMPO
13
9. EXCAVACIONES 14
10. APARATOS
15
11. MUESTRO YREGISTRO DE EXCAVACIONES
15
12. DETERMINACION DEL PERFIL
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13. PERFIL SUPERFICIAL
19
14, PROCEDIMINETOS
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15, CLASIFICACION DEL MATERIAL 20
16. ITERPRETACION DE LOS RESULTADOS 22
17. ANEXOS 24
17.1 PANEL FOTOGRAFICO 26
17.2 NORMATIVA
31
INTRODUCCION
La exploración e investigación del suelo es muy importante tanto para la
determinación de las características del suelo, como para el correcto diseño de
la estructura del pavimento.
Sí la información registrada y las muestras enviadas al laboratorio no son
representativas, los resultados de las pruebas aún con exigencias de precisión,
no tendrán mayor sentido para los fines propuestos.
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ENSAYO DE MUESTREO PARA PAVIMENTOS
1. GENERALIDADES PROYECTO:
Muestreo de suelos
LOCALIZACION:
Campus de la Universidad Alas Peruanas, sede Arequipa, distrito de José Luis Bustamante y Rivero
FECHA:
11/09/2015
PROFUNDIDAD:
1.50 m
I. INTRODUCCION
El objetivo del muestreo de suelos es obtener información confiable sobre un suelo específico. Aunque las muestras se colectan para obtener información respecto al cuerpo de suelo más grande denominado "población", tales muestras podrán ser o no representativas de la misma, dependiendo de cómo hayan sido seleccionadas y colectadas.
Todos los suelos son naturalmente variables: sus propiedades cambian, horizontalmente, de manera transversal al paisaje y, verticalmente, más abajo del perfil del suelo. El suelo deberá subdividirse en clases lo más homogéneas posible.
El presente estudio se basó en primer lugar en la identificación del suelo así como la realización del perfil estratigráfico, describiendo cada uno de los estratos con las características que presenten las partículas del suelo.
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Posteriormente se realizaran los ensayos propios de laboratorio donde se buscará obtener la densidad seca máxima y su contenido óptimo de humedad con el ensayo de Proctor, así como su capacidad de soporte mediante el ensayo de CBR.
2. OBJETO DEL ESTUDIO
El presente Informe Técnico tiene por objeto poder determinar y clasificar el tipo de suelo que se presenta en el campus de la Universidad Alas Peruanas – Filial Arequipa, mediante trabajos de campo a través de excavaciones (calicatas) en base a los cuales se definen perfiles estratigráficos del subsuelo, sus principales características físicas y mecánicas.
3. MARCO TEORICO
METODOS DE EXPLORACION DE SUELOS
Dentro de los métodos de exploración de suelos existen dos clasificaciones: métodos directos y métodos indirectos. En la tabla se muestra una clasificación general de los métodos de exploración más usuales y una breve descripción (Juárez Badillo y Rico Rodríguez, 1998).
Método de exploración
Descripción
Métodos Directos
Pozos a cielo abierto.
Es el método más satisfactorio para conocer las condiciones del subsuelo. Consiste en excavar un pozo de dimensiones suficientes para poder introducirse en él, examinar los diferentes estratos del suelo en su estado natural y extraer muestras alteradas e inalteradas. Su aplicación eficiente resulta sobre suelos cohesivos.
Pala posteadora. Es un método manual de exploración somera que consiste en hincar un barreno y obtener muestras del tipo alterado, pero representativas en cuanto al contenido de agua. Se utiliza en lugares donde otros equipos mecánicos no pueden ser usados.
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Tubo Shelby. Consiste en un tubo afilado de 7.5 a 10 cm de diámetro que se hincan a presión para obtener muestras relativamente inalteradas de suelos finos blandos o semiduros.
Sondeo de penetración estándar.
Con esta técnica se rescatan muestras alteradas de los suelos y se mide la resistencia al corte con el número de golpes con el que se hinca el penetrómetro una distancia de 30 cm. El equipo consta de un penetrómetro el cual se hinca a golpes mediante un martinete de 63.5 kg que cae desde 76 cm de alto.
Muestreador Denison.
Consiste en dos tubos concéntricos que se hinca en el suelo para obtener muestras alteradas o inalteradas con ayuda de la inyección de fluido de perforación que se hace circular entre ambos tubos.
Métodos Indirectos
Método sísmico. Consiste en provocar una explosión en un punto determinado del área a explorar usando una pequeña carga de explosivo, usualmente nitro amonio. Por la zona a explorar se sitúan geófonos cada 15 ó 30 cm. Este procedimiento se funda en la velocidad de propagación de las ondas vibratorias de tipo sísmico a través de diferentes medios materiales.
Método de resistividad eléctrica.
Consiste en inducir una corriente eléctrica a través de los suelos, de tal forma que se presente una mayor o menor resistividad eléctrica para determinar la presencia de estratos de roca en el subsuelo. Mayores resistividades corresponden a rocas duras, siguiendo con rocas suaves y así sucesivamente hasta valores menores correspondientes a suelos suaves saturados.
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Métodos magnéticos y gravimétricos.
Para el primero se utiliza un magnetómetro, que mide la componente vertical del campo magnético terrestre en la zona considerada en varias estaciones próximas entre sí. En los métodos gravimétricos se mide a aceleración del campo gravitacional en diversos puntos de la zona a explorar. La información que proveen estos métodos es algo errática y difícil de interpretar.
CALICATA:
Las calicatas o catas son una de las técnicas de prospección empleadas para
facilitar el reconocimiento geotécnico, estudios edafológicos o pedológicos de
un terreno. Son excavaciones de profundidad pequeña a media, realizadas
normalmente con pala retroexcavadora.
Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y,
por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la
información más confiable y completa. En suelos con grava, la calicata es el
único medio de exploración que puede entregar información confiable, y es un
medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de fundación y
materiales de construcción a un costo relativamente bajo.
Casos, situaciones, o tipos de terrenos, en los que se pueden realizar calicatas:
En terrenos cohesivos principalmente. También puede realizarse en
terrenos granulares, pero si se requiere un conocimiento de los
parámetros resistentes, la práctica imposibilidad de toma de muestras
para ensayo en laboratorio, exige la utilización de otras técnicas de
reconocimiento, como la penetración estándar (SPT), sólo viables en
sondeos.
En terrenos heterogéneos, con muchos gruesos, en los que un sondeo,
además de ser costoso, daría una información parcial.
En terrenos en los que el nivel freático se encuentre por debajo del
plano de investigación, o en los que sus condiciones de
impermeabilidad sean suficientes para que el afloramiento de agua sea
pequeño, y permita la investigación en el interior de la cata, salvo
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aquellas situaciones en las que se quiera conocer principalmente la
cota de nivel freático.
En situaciones en las que se presuma que se pueden alcanzar, en
todos los puntos, el substrato rocoso, o terreno más firme.
En obras lineales, como en el proyecto de obras viarias o en el de
obras de saneamiento.
PERFIL ESTRATIGRÁFICO:
Un perfil estratigráfico es una especie de radiografía del terreno sondeado, y lo conformas de acuerdo a los estratos que identificaste en los sondeos que hayas realizado en el terreno. Es un método para la clasificación de suelos con propósitos de ingeniería.
OBTENCIÓN DE MUESTRAS:
La toma u obtención de muestras es el procedimiento que consiste en recoger partes, porciones o elementos representativos de un terreno, a partir de las cuales se realizará un reconocimiento geotécnico del mismo. Según la forma de obtención, pueden clasificarse de forma general en dos tipos:
Muestras alteradas: conservan sólo algunas de las propiedades del terreno en su estado natural.
Muestras inalteradas: conservan, al menos teóricamente, las mismas propiedades que tiene el terreno "in situ".
4. UBICACIÓN DEL AREA DE ESTUDIO
El área de estudio, se encuentra ubicado en un área agrícola dentro de la universidad alas peruanas, la cual se encuentra ubicada en la Urb. Daniel Alcides Carrión G-14 Dist. José Luis Bustamante y Rivero, provincia y departamento de Arequipa.
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5. CONDICIONES CLIMATICAS DEL AREA DE ESTUDIO
El proyecto al encontrase en la ciudad de Arequipa presenta un clima que es generalmente templado y seco, no llega a tener inviernos muy fríos ni veranos fuertes de puro calor, la tempera normalmente no sube sobre 25 grados centígrados y por lo general no baja de los 10 grados centígrados.
La humedad promedio es de 46%, en verano puede llegar hasta un 70% y en las demás estaciones como invierno, otoño y primavera llega a un mínimo de 27%. Por otra parte la época de lluvias suelen ser entre los meses de enero y marzo las cuales no son exageradas calificadas como totalmente soportables.
La radiación solar suele estar entre los 850 y 950 watt por metro cuadrado.
Los vientos se presentan principalmente en las noches y en las primeras horas del día con una dirección nor este, en las horas que restan se siente más las brisas del valle que van a una dirección sur oeste, siendo la velocidad del viento en promedio de 1,5 y 2,5 metros por segundo.
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Área de la calicata
6. CARACTERISTICAS DEL PROYECTO
El presente proyecto tienes objeto de obtener muestra de suelos, para la realización de los ensayos de laboratorio, los cuales son el ensayo de Proctor y el ensayo del CBR.
De las calicatas o pozos exploratorios deberán obtenerse muestras representativas en número y cantidades suficientes de suelo.
El tamaño y tipo de la muestra requerida depende de los ensayos que se van a efectuar y del equipo de ensayo a ser usado.
Con las muestras obtenidas en la forma descrita, se efectuarán ensayos en laboratorio y finalmente con los datos obtenidos se pasará a la fase de gabinete, para consignar en forma gráfica y escrita los resultados obtenidos, asimismo se determinará un perfil de los suelos estratigráfico (eje y bordes), debidamente acotado en un espesor no menor a 1.50 m
El nivel de estudio a considerarse para el presente trabajo es a nivel de perfil, este nivel de estudio nos indica que se realizara la cantidad de calicatas, la cual se considera una carretera de bajo volumen con un INDA< o igual a 200 veh/dia de una calzada por lo que la cantidad de calicatas será 1 y por ser a nivel de perfil será a cada 4km, siendo este proyecto con fines académicos se toma solo un total de 01 calicata, con una profundidad de 1.50m.
7. ANTECEDENTES GEOLÓGICOS DE LA ZONA
Parte del territorio tiene una fisiología y topografía con terrazas no muy altas. El distrito tiene una pendiente que varía entre 0% y 10%, este territorio plano comprende aproximadamente 850 Hectáreas, que equivale a 78.5% del Área Total.
El 21.50% (232.50 Hectáreas) del territorio tiene una fisiografía y topografía con terrazas no muy altas, cuyas pendientes varían entre 10% a 25% aproximadamente. No existen accidentes geográficos elevados presentándose dos pequeñas elevaciones que son Cerro Juli, aquí se asientan los centros poblados de Cerro Juli, Villa Hermosa, Cooperativa de Riego Chili, Cooperativa Ex – Cordea, Pueblo Joven Cerro Juli y el Campo Ferial, ubicados al oeste del distrito y en la otra elevación se encuentran asentados los centros poblados Simón Bolívar, 3 de Octubre, Jorge Basadre, Ricardo Palma, Las Esmeraldas, Pedro Paulet Mostajo, La Breña y San Agustín, presentándose mayores pendientes en estas últimos dos centros poblados mencionados y los cuales se ubican al sureste y sur del Distrito.
A continuación se muestra el tipo de suelos del distrito:
TIPO DE SUELO EXTENSIÓN (HA) PORCENTAJE
ELUVIAL RECIENTE 148.8900 13.45%
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ALUVIAL RECIENTE 71.6800 6.48%ALUVIAL VOLCÁNICO 672.3989 60.74%FLUJOS DE LODO 214.0300 19.33%TOTAL 1106.9989 100.00%
El tipo de suelo que presenta el lugar de excavacion según el Plano Geologico del distrito de Jose Luis Bustamante y Ribero es:
Eluviales Recientes: Están conformados por arenas limosas de color beige, de origen residual, que constituyen los terrenos de cultivos.
8. TRABAJOS DE CAMPO
8.1. Normativa:
La normativa que se siguió para poder realizar la calicata fue:
NORMA CE.010 : Pavimentos Urbanos.MTC E 101 – 2000 : Guía para Muestreo de Suelos y Rocas.
8.2. Reconocimiento
La calicata permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y pos lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más confiable y completa es un medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de fundación.
La exploración de campo se inició con un reconocimiento y ubicación de la calicata en el área a investigar de acuerdo al requerimiento del proyecto.
8.3. Procedimiento en campo
a) Materiales a usar Barreta. Pico. Lampa. Bolsa. Costal.
b) CalicataPara determinar las características del subsuelo de la zona en estudio se realizó la calicata de la cual se extrajo muestras inalteradas para ser ensayadas en el laboratorio. La calicata tuvo las siguientes dimensiones.
CALICATA
PROFUNDIDAD (m)
LARGO (m)
ANCHO (m)
C-1 1.50 1.20 1.20
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Una vez llegando a la profundidad indicada se extrajo la muestra de 50 kg por cada ensayo a realizar siendo un total de 100 kg.Terminando la extracción de la muestra se procedió a rellenar de nuevo la calicata para evitar peligros de caída.
9. EXCAVACIONES
Se realizó una excavación o calicata en la modalidad “de cielo abierto”, la misma que fue ubicada convenientemente y con profundidad suficientes de acuerdo a lo establecido en los Términos de Referencia.
Este sistema de exploración nos permite analizar directamente los diferentes estratos encontrados, así como sus principales características físicas y mecánicas, tales como: granulometría, color, humedad, plasticidad, compacidad, etc.
La excavación alcanzo la siguiente profundidad:
CALICATA PROFUNDIDAD (m)
C-1 1.50
10. MATERIALES PARA REALIZAR EL ENSAYO
Materiales para la excavación de la calicata y Muestreo:
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2 lampas 1 pico 2 saquillos de rafia tipo bolsas de arroz 2 Bolsas grandes de plástico resistente 1 wincha Cámara de fotos Cintas de seguridad
11. MUESTREO Y REGISTRO DE EXCAVACIONES
Se tomaron muestras inalteradas de los estratos, las cuales se constituyen como las más representativas en el laboratorio, realizándose ensayos con fines de identificación y clasificación.
El material extraído fue puesto en 2 bolsas grandes de plástico cubiertas por 2 saquillos de rafia (60 kg aproximadamente cada uno) y almacenado en un lugar adecuado hasta su uso en la ejecución de sus ensayos correspondientes
Paralelamente al muestreo, se elaboraron los registros de excavaciones de cada una de ellas, indicando las principales características de todos los estratos encontrados
Estos registros de perforaciones están conformados por:
1. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA INVESTIGADA
a. UBICACIÓN
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ESQUEMA DE UBICACIÓN DE LA ZONA A INTERVENIR
EXPLORACIÓN DE CALICATA (04/09/2015)
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EXPLORACIÓN DE CALICATA (04/09/2015)PRESENCIA DE RAICILLAS EN LA SUPERFICIE
B. DESCRIPCIÓN DEL SONDEO
Sólo se hizo una calicata en la zona debido a que es un trabajo académico y el área de trabajo es bastante reducida
La calicata tiene una profundidad de 1.5m (distancia mínima según la Norma E101 MTC), desde el nivel natural del terreno que es la superficie de una supuesta subrasante
C. PRESENCIA DE AGUA EN SONDEONo se encontró la presencia de nivel freático, ni drenaje subterráneo
12. DETERMINACIÓN DEL PERFIL ESTRATIGRAFICO DE LA CALICATA
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1,5
0,7
0,8
0,7
5
1,2
Materia organica o humus
Arena limosa
Areno gravo limoso
PERFIL ESTRATIGRÁFICO DE CALICATA
13. PERFIL SUBSUPERFICIAL
El perfil realizado según mtc 101 se dibuja unicamente en base a perforaciones reales de cortes.
14. PROCEDIMIENTO
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Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y, por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más confiable y completa.
1. Se procedera a excavar una sección mínima recomendada es de 1,20 m por 1,50 m a fin de permitir una adecuada inspección de las paredes.
2. El material excavado deberá depositarse en la superficie en forma ordenada separado de acuerdo a la profundidad y horizonte correspondiente. Debe desecharse todo el material contaminado con suelos de estratos diferentes.
3. Se dejarán plataformas o escalones de 0,75 metros al cambio de estrato, reduciéndose la excavación. Esto permite una superficie para efectuar la determinación de la densidad del terreno.
4. Se deberá dejar al menos una de las paredes lo menos remoldeada y contaminada posible, de modo que representen fielmente el perfil estratigráfico del pozo. En cada calicata se deberá realizar una descripción visual o registro de estratigrafía comprometida.
5. A cada calicata se le deberá realizar un registro adecuado que pasará a formar parte del informe respectivo. La descripción visual de los diferentes estratos se presentará en el formato de la figura 1 y deberá contener, como mínimo, toda la información que allí se solicita.
Figura 1: Dimensiones de la Calicata
15. CLASIFICACION DEL MATERIAL
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El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (Unified Soil Classification System (USCS)) es un sistema de clasificación de suelos usado en ingeniería y geología para describir la textura y el tamaño de las partículas de un suelo.
Según lo visto en campo se puede clasificar de acuerdo a la siguiente tabla:
Divisiones mayoresSímbolo
del grupoNombre del grupo
Suelos granulares gruesosmás del 50% retenido en el tamiz nº200 (0.075 mm)
Grava> 50% de la fracción gruesa retenida en el tamiz nº4 (4.75 mm)
grava limpia menos del 5% pasa el tamiz nº200
GWgrava bien gradada, grava fina a gruesa
GPgrava pobremente gradada
grava con más de 12% de finos pasantes del tamiz nº 200
GM grava limosa
GC grava arcillosa
Arena≥ 50% de fracción gruesa que pasa el tamiz nº4
Arena limpia
SWArena bien gradada, arena fina a gruesa.
SPArena pobremente gradada
Arena con más de 12% de finos pasantes del tamiz nº 200
SM Arena limosa
SC Arena arcillosa
Suelos de grano finomás del 50% pasa el tamiz No.200
limos y arcillaslímite líquido < 50
inorgánicoML limo
CL arcilla
orgánico OLLimo orgánico, arcilla orgánica
limo y arcillalímite líquido ≥ 50
inorgánicoMH
limo de alta plasticidad, limo elástico
CH Arcilla de alta
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plasticidad
orgánico OHArcilla orgánica, Limo orgánico
Suelos altamente orgánicos Pt turba
El suelo se denominaría: SPMl (Arena pobremente gradada con limo)
16. INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS
El presente proyecto tienes objeto de obtener muestra de suelos, para la realización de los ensayos de laboratorio, los cuales son el ensayo de Proctor y el ensayo del CBR.
De las calicatas o pozos exploratorios deberán obtenerse muestras representativas en número y cantidades suficientes de suelo.
El tamaño y tipo de la muestra requerida depende de los ensayos que se van a efectuar y del equipo de ensayo a ser usado.
Todos los suelos son naturalmente variables: sus propiedades cambian, horizontalmente, de manera transversal al paisaje y, verticalmente, más abajo del perfil del suelo. El suelo deberá subdividirse en clases lo más homogéneas posible.
17. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES
Para realizar una exploración de suelos son fundamentales los ensayos de suelos en laboratorio como ensayos en situ.
Con la exploración de suelos se puede tomar decisiones para realizar l diseño ya que dependiendo del tipo de suelo podemos saber que pavimento se puede diseñar.
Para facilitar el trabajo del diseño de pavimentos, el MTC tiene reglamentos donde se encuentran tablas y realizar los pasos correctos.
La calicata se debe escarbar hasta 1.50m, como indica la norma, en base a que hasta esa altura llegan los esfuerzos más significativos que genera el transito
La ejecución de calicatas requiere de un conocimiento previo sobre los suelos, ya que esto ayudara a una identificación visual del suelo, siendo ello muy importante en esta etapa.
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17.1 ANEXOS.
Manual de ensayos de materiales EM-2001 (MTC-Perú) EM-2000 MTC
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Imagen Nº 1Clasificación de los suelos según AASHTO
17.2 PANEL OTOGRAFICO
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Imagen Nº 2Inicio De Excavación
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Imagen Nº 4Llegando a 0.70 m
Imagen Nº 5Calicata Terminada
io.
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Imagen Nº 6Terminado el trabajo con la muestra en el saquillo.
Imagen Nº 7Tapando de la calicata
18.2 NORMATIVA
MTC E 101-2000 Guía para muestreo de suelos y rocas MTC E 102-2000 Investigación y muestreo por perforación con
barrenos helicoidales MTC E 103-2000 Métodos para la reducción de muestras de campo
a tamaños de muestras de ensayo MTC E 104-2000 Conservación y transporte de muestras de suelos MTC E 105-2000 Obtención en laboratorio de muestras
representativas Norma Técnica CE.010 Pavimentos Urbanos
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