Universidad Nacional de Ingeniería

Facultad de Tecnología de la Construcción

(F.T.C)

Mecanica de suelos 1

Practica № 1 Exploracion, muestreo y contenido de

humedad del suelo.

Integrantes:1. Gabriela Briones Leiva

2012-417632. Merarys Jirón García

2013-44121

Grupo de Teoría: IC-33-D

Grupo de Practica: IC-33-D2

Docente de Teoría: Ing. Marvin Blanco

Docente de Practica: Ing. Silvia Lindo

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Índice

Introducción…………………………………………………………………

Objetivo………………………………………………………………………….

Generalidades………………………………………………………………………….

Materiales y equipos……………………………………………………………

Procedimiento…………………………………………………………………………

Datos recopilados …………………………………………………………………

Formulas y cálculos……………………………………………………………….

Conclusiones……………………………………………………………………………

Recomendaciones………………………………………………………………………

Bibliografía…………………………………………………………………………..

Anexos………………………………………………………………………………

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Introducción

El presente informe se encuentra basado en el ensayo de laboratorio realizado el 24 de septiembre del 2015, en el horario de 08:00 am-10:40am, en las instalaciones del laboratorio de suelos UNI-RUPAP el cual lleva por título: “ Exploración, muestreo y contenido de humedad”.

Para la realización de esta práctica se hizo un sondeo manual con el fin de extraer diferentes tipos de muestras de suelos para poder clasificarlo y hacerles las respectivas pruebas de laboratorio.

Suelo es la capa más superficial de la corteza terrestre, que resulta de la descomposición de las rocas por los cambios bruscos de temperatura y por la acción del agua, del viento y de los seres vivos.

El proceso mediante el cual los fragmentos de roca se hacen cada vez más pequeños, se disuelven o van a formar nuevos compuestos, se conoce con el nombre de meteorización.

Los sondeos son perforaciones de pequeño diámetro que permiten reconocer la naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno. Dichas perforaciones pueden realizarse a presión (suelos blandos), percusión (gravas, materiales cementados) o rotación (rocas, suelos duros), con diámetros que oscilan habitualmente entre 65mm y 140mm, y que sirven para la extracción y reconocimiento del terreno, para la obtención de muestras del terreno mediante útiles apropiados.

En suelos no muy duros con cierta cohesión, se emplean a veces los sondeos helicoidales con barrena maciza o hueca, sobre todo cuando solo se requieren muestras alteradas. Eventualmente también pueden extraerse muestras inalteradas si el terreno se mantiene estable sin entubación o a través de las barrenas huecas.

El informe refleja los datos obtenidos durante el laboratorio y los resultados obtenidos se encuentran detallados en tablas para su debida comprensión.

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Objetivos

Objetivos Generales:

Adquirir los conocimientos teórico-prácticos en la exploración de los suelos.

Lograr efectuar un método de exploración de campo en este caso (sondeo manual).

Objetivos Específicos:

Determinar la variación de la humedad, en las muestras obtenidas en el campo a diferentes profundidades.

Desarrollar habilidades para poder realizar un muestreo adecuado de los suelos, así como la identificación en el campo de los suelos, considerándose su textura, plasticidad, color, etc.

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GeneralidadesDurante el proyecto y ejecución de cualquier obra de ingeniería es necesario contar con datos firmes y confiables acerca del suelo donde se cimentará la estructura con el fin de realizar un diseño adecuado, congruente económicamente con la magnitud del proyecto y ceñido a las condiciones reales a las que estará sometido el suelo.

La importancia de la exploración y el muestreo de un suelo radican en que si este trabajo se realiza apropiadamente podremos obtener muestras representativas mediante las cuales conozcamos las propiedades físicas del suelo en estudio y estaremos en la posibilidad de clasificarlo y ubicar la naturaleza del problema con más factibilidad de ocurrir. Con todo lo anteriormente dicho se podrán escoger aquellas pruebas de laboratorio que sean más apropiadas para el problema específico. Este proceso requerirá de obtener en un principio muestras preliminares, las cuales darán dirección a nuestro estudio y nos permitirán decidir si el muestreo realizado es el correcto o si tenemos que efectuar nuevos muestreos más apropiados de acuerdo a la naturaleza del problema, posteriormente podremos ejecutar las pruebas de laboratorio necesarias para llevar a cabo un buen diseño.

Muestreo de suelos

Muestreo: Consiste en la obtención de una porción del material con el que se pretende construir una estructura o bien del material que ya forma parte de la misma, de tal manera que las características de la porción obtenida sean representativas del conjunto. El muestreo, además, incluye las operaciones de envase, identificación y transporte de las muestras.

Los trabajos de muestreo de suelos tienen por objeto obtener la información necesaria para conocer los siguientes aspectos de los depósitos de suelos identificados en la etapa preliminar del estudio geotécnico:

* Estratigrafía del sitio.* Clasificacion geotécnica de los suelos que forman cada estrato o lente.* Compacidad relativa o consistencia de cada tipo de suelo identificado en el perfil estratigrafico.* Resistencia al esfuerzo cortante, compresibilidad y permeabilidad de los suelos de cada estrato.

Tipos de Muestras

Muestra Representativa:

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Se denomina muestra representativa aquella fracción de suelo o roca que es capaz de representar todo un conjunto o estrato determinado, no solo en su apariencia visual sino en sus propiedades físico-mecánicas.

Muestra Alterada:Son aquellas en las que no se hace ningún esfuerzo para conservar la estructura natural y condiciones del suelo. Los aditamentos con características para la recuperación de estos suelos son los siguientes:

Muestreadores de tubo sencillo. Cucharas tipo Terzaghi (cuchara partida). Excavaciones en forma de calicatas o pozos a cielo abierto, etc.

Las muestras alteradas pueden utilizarse para determinar; Peso específico, límites de consistencia, Granulometría y cualquier otro ensaye que no requiera la estructura o condiciones naturales del suelo.

Muestras Inalteradas:Las muestras inalteradas son las que se obtienen tratando de conservar su estructura natural y cuyas condiciones, fundamentalmente la densidad natural y la humedad natural, han sufrido cambios mínimos despreciables en comparación a su estado in situ. Para obtener estas muestras se puede realizar;

Monolitos labrados a mano. Muestreadores Shelby, etc.

Métodos de Exploración

Pozo a Cielo Abierto:En este tipo de muestreo exploratorio se practica una excavación con dimensiones suficientes para que un técnico pueda descender en ella y examinar los diferentes estratos que se presentan en su estado natural. Este tipo de excavación no se puede llevar a grandes profundidades. La dificultad fundamental que presenta este tipo de exploración es la presencia del nivel freático. En estos pozos se pueden tomar muestras alteradas y/o inalteradas.

Sondeos Manuales:Este tipo de exploración se realiza comúnmente en obras horizontales realizándose excavaciones de pequeña sección en planta y generalmente a una profundidad máxima de 1.5 metros. En esta exploración se obtienen muestras alteradas.

Ensayes de Penetración Estándar (SPT):Este es uno de los métodos que rinde mejores resultados en la práctica y proporciona una información más útil en torno al subsuelo, no solo en lo referente

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a la descripción, sino también en cuanto a la resistencia del suelo, ya que puede considerarse como el primer ensaye realizado.

El método lleva implícito un muestreo que proporciona muestras alteradas del suelo en estudio y consiste en hacer penetrar a golpes, con un martinete, el penetrómetro o cuchara partida de Terzaghi, registrando el número de golpes necesarios para lograr una penetración de 30.5 cm. (1 pié).

Métodos Rotativos en Roca:Cuando en un sondeo se alcanza una capa de roca más o menos firme, no es posible lograr penetración con los métodos estudiados y ha de recurrirse a un procedimiento diferente. En estos casos se recurre al empleo de maquinaria de perforación, rotación con broca de diamante o de tungsteno. Las velocidades de rotación son variables, de acuerdo con el tipo de roca a perforar. A las muestras obtenidas en este tipo de perforación, se le realizan todos los ensayes necesarios en la investigación.

Principales tipos de suelos

De acuerdo con el origen de sus elementos, los suelos se dividen en dos amplios

grupos; suelos cuyo origen se debe a la descomposición física o química de las

rocas, o sea de los suelos inorgánicos, y los suelos cuyo origen es principalmente

orgánico.

Si en los suelos inorgánicos el producto del intemperismo de las rocas permanece

en el sitio donde se formó, da origen a un suelo residual; en caso contrario, forma

un suelo transportado, cualquiera que haya sido el agente transportador (por

gravedad: talud; por agua: aluviales o lacustres; por viento: eólicos; por glaciares:

Depósitos glaciares).

En cuanto a los suelos orgánicos, ellos se forman casi siempre in situ. Muchas

veces la cantidad de materia orgánica, ya sea en forma de humus o de materia no

descompuesta o en estado de descomposición, es tan alta con relación a la cantidad

de suelo inorgánico que las propiedades que pudiera derivar de la porción mineral

quedan eliminadas. Esto es muy común en las zonas pantanosas en las cuales los

restos de vegetación acuática llegan a formar verdaderos depósitos de gran

espesor, conocidos con el nombre genérico de turbas. Se caracterizan por su color

negro o café oscuro por su poco peso cuando están secos y su gran compresibilidad

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y porosidad. La turba es el primer paso de la conversión de la materia vegetal en

carbón.

 

Gravas:

Las gravas son acumulaciones sueltas de fragmentos de rocas y que tienen más de

dos milímetros de diámetro. Dado el origen, cuando son acarreadas por las aguas

las gravas sufren desgaste en sus aristas y son, por lo tanto, redondeadas. Como

material suelto suele encontrársele en los lechos, en los márgenes y en los conos de

deyección de los ríos, también en muchas depresiones de terrenos rellenadas por el

acarreo de los ríos y en muchos otros lugares a los cuales las gravas han sido re

transportadas. Las gravas ocupan grandes extensiones, pero casi siempre se

encuentran con mayor o menor proporción de cantos rodados, arenas, limos y

arcillas. Sus partículas varían desde 7.62 cm (3") hasta 2.0 mm.

La forma de las partículas de las gravas y su relativa frescura mineralógica

dependen de la historia de su formación, encontrándose variaciones desde

elementos rodados a los poliédricos.

Arenas:

La arena es el nombre que se le da a los materiales de granos finos procedentes de

la denudación de las rocas o de su trituración artificial, y cuyas partículas varían

entre 2 mm y 0.05 mm de diámetro.

El origen y la existencia de las arenas es análoga a la de las gravas: las dos suelen

encontrarse juntas en el mismo depósito. La arena de río contiene muy a menudo

proporciones relativamente grandes de grava y arcilla. Las arenas estando limpias

no se contraen al secarse, no son plásticas, son mucho menos compresibles que la

arcilla y si se aplica una carga en su superficie, se comprimen casi de manera

instantánea.

Limos:

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Los limos son suelos de granos finos con poca o ninguna plasticidad, pudiendo ser

limo inorgánico como el producido en canteras, o limo orgánico como el que suele

encontrarse en los ríos, siendo en este último caso de características plásticas. El

diámetro de las partículas de los limos está comprendido entre 0.05 mm y 0.005

mm. Los limos sueltos y saturados son completamente inadecuados para soportar

cargas por medio de zapatas. Su color varía desde gris claro a muy oscuro. La

permeabilidad de los limos orgánicos es muy baja y su compresibilidad muy alta.

Los limos, de no encontrarse en estado denso, a menudo son considerados como

suelos pobres para cimentar.

Arcillas:

Se da el nombre de arcilla a las partículas sólidas con diámetro menor de 0.005

mm y cuya masa tiene la propiedad de volverse plástica al ser mezclada con agua.

Químicamente es un silicato de alúmina hidratado, aunque en pocas ocasiones

contiene también silicatos de hierro o de magnesio hidratados. La estructura de

estos minerales es, generalmente, cristalina y complicada y sus átomos están

dispuestos en forma laminar. De hecho se puede decir que hay dos tipos clásicos de

tales láminas: uno de ellos del tipo silíceo y el otro del tipo alumínico.

El tipo sílice se encuentra formada por un átomo de sílice rodeado de cuatro

átomos de oxigeno. La unión entre partículas se lleva a cabo mediante un mismo

átomo de oxigeno. Algunas entidades consideran como arcillas a las partículas

menores a 0.002 mm.

El tipo alumínico está formada por un átomo de aluminio rodeado de seis átomos

de oxigeno y de oxigeno e hidrogeno.

Suelos cohesivos y no cohesivos

Una característica que hace muy distintivos a diferentes tipos de suelos es la

cohesión. Debido a ella los suelos se clasifican en "cohesivos" y " no cohesivos".

Los suelos cohesivos poseen la propiedad de la atracción intermolecular, como las

arcillas. Los suelos no cohesivos son los formados por partículas de roca sin

ninguna cementación, como la arena y la grava.

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Simbología de los suelos más importantes

Arcilla limo arena grava mat. Orgánica rocaMateriales y equipos

Pala Barra Posteadora Palín doble Balanza de 0.1 gr. de sensibilidad Tara para humedad Horno Cucharón Charola Bolsas plásticas tarjetas para Identificar las muestras agua cinta métrica

Procedimiento

La práctica consiste en la realización de un sondeo manual de 1.50 metros de profundidad, además se obtuvieron muestras alteradas que serán clasificadas en el campo con la vista y el tacto

Procedimiento sondeo manual

Localizar el sitio donde se realizará la excavación.

Limpiar la superficie del terreno con una pala, retirar la materia orgánica superficial.

Definir el área de la de la excavación (rectangular o elíptica), la cual estará en dependencia del equipo a utilizar.

Realizar la excavación, inicialmente se utilizará la barra y la pala. A medida que se profundiza se pueden ir utilizando el resto del equipo (palín doble, posteadora, etc.), en dependencia del tipo de suelo que se encuentre que facilite el trabajo de excavación.

Al ir avanzando en la excavación se debe ir observando la variación de los estratos, considerando básicamente el tamaño de las partículas y el color, los distintos estratos que se obtengan se deben colocar a un lado de la excavación separados entre sí y en el orden que se van obteniendo.

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Cuando se llegue a la profundidad proyectada (1.5 m), se procede a la descripción de los suelos que corresponden a cada estrato. Luego se muestrea cada estrato por separado, esto consiste en colocar suficiente cantidad de material de cada estrato en bolsas de plástico con su correspondiente tarjeta que identifica a cada muestra y posteriormente trasladarla al laboratorio.

Cerrar la excavación con el material antes extraído, de tal manera que se coloque el suelo a como estaba en su estado natural, o sea depositando el suelo en orden inverso a como se extrajo.

Procedimiento para contenido de humedad

Tomar una muestra representativa del estrato a evaluar. Obtener el peso húmedo de la muestra. Colocar la muestra en una tara y depositarlo en el horno hasta obtener

peso constante.- Temperatura del horno: 105 °c a 115 °c.- Tiempo de la muestra en el horno: 24 horas.

Retirar la muestra del horno, dejarla enfriar y determinar su peso seco.

Datos recopilados

Formulas y cálculos

Formula a utilizar: W=Wh−WsWs

∗100

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Conclusión

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Recomendación

Para evitar pérdidas de humedad, como también absorción de humedad atmosférica luego de extraer la muestra del horno, se recomienda el empleo de recipientes herméticos con tapa.

Las muestras ensayadas para determinar la humedad deberán ser descartadas y no deben ser utilizadas en ningún otro ensayo.

Se recomienda usar el horno a una temperatura de 105°-115°c para no falsear la humedad en suelos que contienen cantidades significativas de materia orgánica.

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Bibliografía

Guía de laboratorio de mecánica de suelos (Ing. Marvin Blanco).

http://mecanicadesuelosfesar.blogspot.com/2012/06/practica-1-exploracion- y-muestreo.html

http://www.buenastareas.com/ensayos/Exploracion-Muestreo-y-Contenido- De-Humedad/2886051.html?_t=1&_p=3

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Anexos

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