UNIVERSIDAD AUTNOMA

CHAPINGO

Ensear la explotacin de la tierra, no la del hombre

DEPARTAMENTO DE IRRIGACIN

MECNICA DE SUELOS

PRCTICA #7

PROFESOR:

ING. ALFONSO MARTNEZ PUEBLA

ING. ALFREDO SNCHEZ ROSAS

PRESENTA:

AMBROSIO AMBROSIO JUAN PABLO

CELSO ESPINOSA ISABEL

LPEZ MORALES LILIANA

OLVERA VIDAL LORENA

SEXTO GRADO GRUPO A

CHAPINGO, MXICO. OCTUBRE DE 2015

I. INTRODUCCIN

El problema de la compactacin de los suelos estuvo desde un principio ligado a la

necesidad de controlar los trabajos de campo.

Para medir la resistencia, la compresibilidad, la permeabilidad y todas las dems

propiedades relevantes de los suelos se requieren pruebas especializadas, que necesitan

laboratorios con un cierto nivel de equipamiento y tiempos de ejecucin casi siempre

demasiado largos para controlar un proceso de compactacin que avance de manera normal.

La calidad durante un proceso de compactacin en campo se mide a partir de un parmetro

conocido como grado de compactacin, el cual representa un cierto porcentaje. Su

evaluacin involucra la determinacin previa del peso especfico y de la humedad ptima

correspondiente a la capa de material ya compactado. Este mtodo de conocer el grado de

compactacin se basa en determinar el peso especfico seco de campo a partir del material

extrado de un hoyo, el cual se realiza sobre la capa de material ya compactada.

Al compactar el suelo se obtiene un contacto ms firme entre las partculas, hay mayor

capacidad de soporte y estabilidad adems de que el nmero de vacos es mnimo y la

capacidad de absorber el agua queda reducida.

II. OBJETIVOS

Determinar el grado de compactacin del suelo en el campo.

III. REVISION DE LITERATURA

En las vas terrestres, estos trabajos de compactacin suelen realizarse a contrato, por lo

que la verificacin de lo realizado est ligada a problemas de pago y otros de carcter legal.

La verificacin no slo ha de referirse a que el contratista ejecute todas las operaciones que

se le encomienden, sino tambin a que se alcancen en la obra los resultados tcnicos

exigidos por el proyecto.

Por ejemplo, para controlar la compresibilidad de suelos finos podra pensarse en la

utilizacin de pruebas cada una de las cuales exige varios das de trabajo; en otros casos, no

existen pruebas estandarizadas y reconocidas, tal como podra suceder al desear controlar la

resistencia a la erosin.

Esta situacin, existente desde los primeros aos de la dcada de los treinta, cuando

volvieron a actualizarse las tcnicas de la compactacin en un sentido moderno, llev a los

pioneros de entonces a buscar alguna caracterstica del suelo compactado que representar

la compactacin obtenida con suficiente confiabilidad para servir de base de pago y de

elemento de control y que, a la vez, pudiera conocerse con gran prontitud. Partiendo de la

idea intuitiva de que la compactacin disminuye el volumen de los suelos tanto ms, cuanto

ms se compacten juzgaron que el peso volumtrico era la caracterstica buscada. Aquellos

pioneros realizaban en laboratorio la compactacin de diferentes muestras del suelo a

utilizar, para elegir una que les pareca satisfactoria en cuanto a comportamiento esperado

ya la que, naturalmente, corresponda un cierto peso volumtrico (pensaron en referirse al

peso volumtrico seco, pues esta cantidad slo vara cuando vara el volumen de suelo).

Juzgaron tambin que al pactar con el contratista el peso volumtrico al que haba que llegar

en la obra, bastara medir en esta el peso volumtrico alcanzado( lo cual se logra con una

prueba que requiere poco tiempo) para garantizar que se haba obtenido en el campo el

suelo seleccionado en los estudios de laboratorio y fundamento del proyecto.

La costumbre ha perpetuado el Uso del peso volumtrico seco como un cmodo indicador de

ciertos aspectos, sobre todo de carcter legal y administrativo del trabajo del contratista.

Determinacin del peso especfico de campo despus de la compactacin

Cuando el trabajo de compactacin va progresando en el campo, es conveniente saber si el

peso volumtrico especificado se est logrando o no. Tres procedimientos estndar se usan

para determinar el peso especfico de campo de compactacin:

1. Mtodo del cono de arena

2. Mtodo del globo de hule

3. Mtodo nuclear

A continuacin se da una breve descripcin de esos mtodos.

Mtodo del cono de arena (D-1556 de la ASTM)

El aparato usado en este mtodo consiste en un recipiente de vidrio o plstico con un cono

de metal unido a su parte superior (figura 3.18). El recipiente se llena con arena Ottawa seca

muy uniforme. Se determina el peso del envase, del cono y de la arena que llena el

recipiente (W1). En el campo se excava un pequeo agujero en el rea donde el suelo fue

compactado. Si el peso del suelo hmedo excavado del agujero (W2) se determina y se

conoce el contenido de agua del suelo excavado, el peso seco del suelo (W3) se obtiene

con:

3 =2

1 +(%)

100

Donde W= contenido de humedad.

Despus de excavado el agujero, el cono con el recipiente unido a l se invierte y se coloca

sobre el agujero (figura 3.19). Se permite que la arena fluya del envase al agujero y al cono.

Una vez que el agujero y el cono estn llenos, se determina el peso del recipiente, del cono y

de la arena restante en el envase (W4), de modo que:

5 = 1 = 4

Donde W4= peso de la arena para llenar el agujero y el cono.

El volumen del agujero excavado se determina ahora como:

=5 6

()

Donde

W6= peso de la arena para llenar nicamente el cono

d(arena) = peso especfico seco de la arena Ottawa usada

Los valores de w6 y d(arena) determinados a partir de la calibracin hecha en laboratorio. El

peso especfico seco de la compactacin hecha en campo se determina ahora como:

=

=

3

Mtodo del globo de hule (D-2167 de la ASTM)

El procedimiento para el mtodo del globo de hule es similar al del mtodo del cono de

arena; se hace un agujero de prueba y se determinan el peso hmedo del suelo retirado del

agujero y su contenido de agua. Sin embargo, el volumen del agujero se determina

introduciendo a ste un globo de hule lleno con agua de un recipiente calibrado, del cual el

volumen se lee directamente. El pe1so especfico seco del suelo compactado se determina

usando la ecuacin (3.13). La figura 3.20 muestra un recipiente calibrado usado en este

mtodo.

Ec. 3.13

Mtodo nuclear

Los medidores nucleares de densidad son ahora usados con frecuencia para determinar el

peso especfico seco compactado de suelo. Los densmetros nucleares operan en agujeros

taladrados o desde la superficie del terreno. El instrumento mide el peso de suelo hmedo

por volumen unitario y tambin el peso del agua presente en un volumen unitario de suelo. El

peso especfico seco de suelo compactado se determina restando el peso del agua del peso

especfico hmedo del suelo. La figura 3.21 muestra una fotografa de un medidor nuclear de

densidad.

IV. MATERIALES Y MTODO

Materiales

Equipo de campo:

Cono metlico.

Placa metlica hueca.

Arena calibrada (arena de Ottawa).

Balanza.

Barreta.

Brocha.

Pica, para extraer el suelo en estudio.

Mtodo

1. Se limpi muy bien la superficie donde se realiz la prctica, con apoyo de la

brocha, retirando el material suelto.

2. A continuacin se coloc la placa y se comenz a hacer una perforacin,

teniendo como gua el agujero interior de la placa, a una profundidad de 10 o 12

cm.

3. Se realiz la excavacin con la barreta, tratando que las paredes de la

excavacin quedaran lo ms verticalmente posible, sin hacer palanca con la

barra, para no alterar el material adyacente (Figura 4).

Figura 1. Excavacin con la barreta.

4. Todo el material que se sac del agujero se coloc en una bolsa plstica y se

pes (Figura 2).

Figura 2. Toma de muestra

5. Para determinar el volumen del agujero, se utiliz el equipo de densidad de

campo de la siguiente forma:

Se determin el peso inicial del frasco con la arena de Ottawa. Luego se

invirti y se coloc sobre la placa, la cual se coloc en la parte superior

del agujero; se abri la llave del cono, permitiendo el paso de la arena

(Figura 3).

Figura 3. Colocacin de cono.

Cuando el agujero y el cono se llenaron de arena, se cerr la llave y se

procedi a determinar el peso final del frasco y la arena contenida en l.

Por la diferencia de los pesos del frasco ms la arena inicial y del frasco

ms la arena final, se obtuvo el peso de la arena contenida en el agujero

y el cono. A este valor se le resto el peso de arena que cabe en el cono,

obteniendo de esta forma el peso de la arena contenida en el agujero.

6. Finalmente se determin en el laboratorio, la densidad seca mxima y la

humedad de la muestra recuperada del agujero.

V. RESULTADOS Y ANLISIS DE RESULTADOS

Resultados

Para determinar el peso volumtrico del terreno seleccionado y con este poder determinar el

% de compactacin que tiene este suelo, se determin por el mtodo tradicional, es decir, el

mtodo de la probeta y del cono.

Los resultados de los clculos realizados para conocer el % de humedad y grado de

compactacin por el mtodo de la probeta estn contenidos en la tabla 1.

Tabla 1. Resultados obtenidos con el mtodo de la probeta

DETERMINACIONES DEL PESO VOLUMTRICO HMEDO

PESO MATERIAL EXCAVADO Kg 0.743

VOL. INICIAL ARENA OTAWA cm3 1000.000

VOL. FINAL ARENA OTAWA cm3 590.000

VOLUMEN EXCAVADO cm3 410.000

PESO VOLUMTRICO HMEDO Kg/m3 1812.195

DETERMINACIN DE LA HUMEDAD DEL LUGAR

RECIPIENTE No. 1

PESO DEL RECIPIENTE + SUELO HMEDO (gr) 98.31

PESO DEL RECIPIENTE + SUELO SECO (gr) 85.92

PESO DEL AGUA (gr) 12.39

PESO DEL RECIPIENTE (gr) 16.41

PESO DE SLIDOS (gr) 69.51

HUMEDAD % 17.82

RESULTADOS FINALES

PESO VOLUMTRICO SECO (kg/m3) 1538.043

PESO VOLUMTRICO SECO MXIMO (kg/m3) 1476.300

GRADO DE COMPACTACIN % 104.182

La tabla 2 se muestra los resultados de % de humedad y grado de compactacin por el

mtodo del cono para el terreno seleccionado.

Tabla 2. Resultados obtenidos con el mtodo del cono

DETERMINACIONES DEL PESO VOLUMTRICO HMEDO

PROFUNDIDAD (m) 0 0.30

PESO INICIAL DEL FRASCO + CONO (Kg) 7.759

PESO FINAL DEL FRASCO + CONO (Kg) 4.089

PESO DE LA ARENA UTILIZADA (Kg) 3.670

PESO DE LA ARENA EN EL CONO (Kg) 1.915

PESO DE LA ARENA EN EL POZO (Kg) 1.755

PESO VOLUMTRICO DE LA ARENA (Kg/m3) 1525

VOLUMEN DEL POZO (cm3) 1150.82

PESO DEL SUELO HMEDO (Kg) 1.791

PESO VOLUMTRICO HMEDO (Kg/m3) 1556.28

DETERMINACION DE LA HUMEDAD DEL LUGAR

RECIPIENTE No. 10

PESO DEL RECIPIENTE + SUELO HMEDO (gr) 81.46

PESO DEL RECIPIENTE + SUELO SECO (gr) 70.81

PESO DEL AGUA (gr) 10.65

PESO DEL RECIPIENTE (gr) 15.90

PESO DE SLIDOS (gr) 54.91

HUMEDAD % 19.40

RESULTADOS FINALES

PESO VOLUMTRICO SECO (kg/m3) 1303.5

PESO VOLUMTRICO SECO MXIMO (kg/m3) 1476.3

GRADO DE COMPACTACIN % 88.3

Anlisis de resultados

Con el mtodo de la probeta se obtuvo un % de humedad de 17.82 y un grado de

compactacin de 104.182 %, el cual queda fuera del grado de compactacin ptimo que

oscila de 95% a 100%. Como se puede observar el valor del grado de compactacin quedo

por encima del 100 % lo que indica que el peso volumtrico mximo Proctor que se

determin en laboratorio fue menor que el peso volumtrico seco del lugar que se seleccion.

Esto probablemente se debi a que el suelo del terreno donde se realiz esta prueba fue

diferente al suelo que se utiliz para realizar la prueba Proctor. En caso de que se hubiera

tratado del mismo suelo implicara que este ha sido sometido a una mayor energa de

compactacin con respecto a la que se utiliz para realizar la prueba Proctor.

En el mtodo del cono se obtuvo un % de humedad de 19.40 y un grado de compactacin de

88.3 %. Estos resultados se deben a lo ya antes mencionado.

Se supone que el grado de compactacin que se calcul con los dos mtodos debera de ser

el mismo, pero resulto que no fue as, por lo que se puede asegurar que esto se debi a que

al momento de realizar las mediciones en cada mtodo y al manipular los instrumentos, se

realiz incorrectamente, o bien, pudo deberse a la mala calibracin de los mismos.

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se determin el grado de compactacin mediante dos mtodos alternativos muy rsticos

comparados con la prueba Proctor estndar, pero tienen la ventaja de ser rpidos y emplear

herramientas ms econmicas y comunes. Los resultados obtenidos no son tan exactos

debido a errores de medicin y calibracin de herramientas. Al final ofrece un panorama de

cmo est el suelo y verificar trabajos de compactacin en campo.

La prctica se realiz de manera grupal, lo cual provoc errores de diferente ndole. Una

recomendacin es de llevar a cabo la prctica en equipos para mejor manejo y realizacin de

la misma.

VII. BIBLIOGRAFA

Braja M. Das. Fundamentos De Ingeniera Geotecnia. Internacional Thomson

Editores. Mxico, D.F. 2001

Rico, A y Castillo H. (1992). Consideraciones Sobre Compactacin De Suelos En

Obras De Infraestructura De Transporte. Recuperado de:

http://imt.mx/archivos/Publicaciones/DocumentoTecnico/dt7.pdf