primer informe de pavimentos-densidad de campo 1

PAVIMENTOS DENSIDAD CAMPO-METODO DEL CONO DE ARENA

INDICE

1. INTRODUCCION

2. PROCEDIMIENTO

2.1 EQUIPOS Y MATERIALES

2.2 FOTOS Y PROCEDIMIENTO

3. RESULTADOS

3.1. EXPRESIONES Y FORMULAS

3.2. DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS

3.3. CONCLUSIONES

4. NORMA: ENSAYO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE LOS SUELOS EN EL CAMPO POR EL METODO DEL CONO DE ARENA-HOJA DE CALCULO DEL ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO

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1. INTR ODUCC ION

A un suelo natural o compactado muchas veces se le debe medir la densidad in situ, tal como se presenta en la realidad. Este parámetro se puede medir con equipos nucleares, con el balón de goma o con el método del cono de arena. Este informe expone las bases del método del cono de arena y expone un ejemplo de cálculo de densidad in situ para este método. Los datos obtenidos son utilizados para calcular la densidad relativa del suelo. Este informe proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras en construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de laboratorio.

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2. PROCEDIMIENTO

Este método de ensayo establece cómo determinar la densidad y el peso unitario de suelos in situ utilizando el equipo de cono de arena.

Este método de ensayo se puede utilizar también para la determinación de densidad y peso unitario in situ de suelos inalterados, siempre que los poros o vacíos del suelo sean lo suficientemente pequeños para evitar que la arena utilizada en el ensayo se introduzca en ellos. El suelo u otro material utilizado en el ensayo deben tener suficiente cohesión o atracción entre partículas para mantener estables las paredes del agujero confeccionado, y ser lo suficientemente firme para soportar sin deformaciones ni desprendimientos la leve presión ejercida durante la excavación y el posicionamiento del equipo sobre él.

Este método de ensayo no es adecuado para suelos orgánicos, saturados o con alta plasticidad que se puedan deformar o comprimir durante la excavación del agujero. Este método de ensayo puede no ser adecuado en suelos conformados por materiales granulares sueltos que no mantienen las paredes estables del agujero del ensayo, suelos que contienen cantidades considerables de material grueso mayor que 38 mm de diámetro y suelos granulares que tienen un alto índice de vacíos.

Cuando los materiales que son ensayados contienen una cantidad considerable de partículas mayores que 38 mm o cuando se requiere que el volumen del agujero excavado sea mayor que 2 830 cm3, se debe aplicar los métodos ASTM D 4914 o ASTM D 5030.

3.4. EQUIPOS Y MATERIALES

A. Aparato de Densidad

Se utilizara el cono convencional, y menor o igual a 150 mm (6”) en el otro. Se utilizara el macro cono. El cono convencional utilizado en este ensayo es un aparato medidor de volumen, provisto de una válvula cilíndrica de 12.7 mm (½”) de abertura, que controla el llenado de un cono de 6” de diámetro y 60° de ángulo basal. Un extremo termina en forma de embudo y su otro extremo se ajusta a la boca de un recipiente de aproximadamente 1 galón de capacidad. La válvula debe tener topes que permitan fijarla en su posición completamente cerrada o completamente abierta. Base metálica de 12”X12”, con un agujero en el centro de 6” de diámetro.

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B. Arena

La arena que se utilice deberá ser limpia, seca, uniforme, no cementada, durable y que fluya libremente. Además, deberá tener un coeficiente de uniformidad (D60/D10) menor que 2 y no contener partículas que queden retenidas en el tamiz de 2 mm (No.10). Debe ser uniforme y preferiblemente de forma redondeada o sub-redondeada para favorecer que fluya libremente y desprovista de partículas o arena fina (menor que 250 μm, No.60), para prevenir segregación en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de variaciones en la humedad atmosférica (arena de Ottawa o Guamo, Tolima).

C. Balanzas

Una balanza de capacidad de 10 kg y sensibilidad de 2 g y otra de capacidad de 200 g y sensibilidad de 0.1 g.

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D. Placa base

Es una placa con un orificio central de igual diámetro al del embudo de aparato del cono de arena.

E. Cincel

Para la perforación en el suelo estudiado.

F. Martillo

Conjuntamente con el cincel ayudar a perforar el suelo estudiado.

G. Brocha

Para limpieza y mejor aplicación del ensayo.

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H. Cucharon

No ayudara a recoger la muestra.

I. Deposito

Para almacenar la muestra mientras esta se extrae.

J. Tamiz ¾”

Para pasar la muestra.

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K. Equipo para el secamiento

Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el fin de determinar su contenido de humedad.

3.5. FOTOS Y PROCEDIMIENTO

Se seleccionara el lugar para efectuar el ensayo, siendo éste el sector ubicado al costado de la escuela profesional de Matemática.

Se prepara la superficie del punto a controlar, nivelándola o emparejándola y quitando el material vegetal que hubiere, para conseguir un buen asentamiento de la placa.

Se coloca la placa base sobre la superficie nivelada y se procede a excavar dentro de la abertura de la placa base, iniciando la excavación con un diámetro menor (desde el centro) y afinando luego hacia los bordes. La profundidad de la excavación debe ser similar al espesor de la capa bajo control, que en este caso se supuso de 15 cms. por no tener especificaciones técnicas.

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Al ejecutar la excavación se debe tener cuidado de no alterar las paredes del suelo que delimitan la perforación, especialmente cuando predominan partículas que al sacarlas pueden desmoronar los costados, cambiando la geometría de la perforación. Si esto ocurriese, se deberá hacer una perforación nueva.

Se coloca todo el suelo excavado en un envase o bolsa resistente, el cual debe cerrar herméticamente para conservar la humedad del suelo y evitar posibles pérdidas de material o contaminación, con un papel que indique las condiciones de la muestra (lugar, fecha, material, hora, etc.).

Se procede a pesar en la balanza el cono con la arena ya en su interior como peso inicial.

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Se procede a colocar el cono de arena y abrir la llave hasta que se llene de arena la cavidad hecha

Se procede a pesar el cono de arena con el resto de arena que quedo como peso final.

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Se procede a determinar y registrar la masa del material húmedo que se extrajo del orificio de prueba.

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Se pesa un porcentaje de muestra para determinar su contenido de humedad posteriormente en laboratorio.

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3. RESULTADOS

3.1. EXPRESIONES Y FORMULAS

Calculo del volumen del orificio de prueba

Calculo de la masa seca del material extraído del orificio de prueba

Calculo de la densidad húmeda y seca in-situ del material ensayado

3.2. DATOS,CALCULOS Y RESULTADOS

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Contenido de humedad del suelo

CONTENIDO DE HUMEDAD

1 Nº POZO - MUESTRA O1 O2

2 PROFUNDIDAD DEL HOYO cm. cm.

3 Nº de Depósito 23 26

4Peso de Depósito + Muestra

Húmeda 120.54 116.59

5 Peso de Depósito + Muestra Seca 115.02 109.916 Peso Agua Contenida 5.52 6.687 Peso de Depósito 27.57 26.918 Peso Muestra Seca 87.45 83.009 Contenido de Humedad, % 6.31 8.05

Humedad del suelo = 7.18 % (promedio de contenidos de humedad)

Porcentaje de compactación del suelo estudiado

PORCENTAJE DE COMPACTACION

1,- PESO DE SUELO HUMEDO 4346.002,- PESO DE DEPOSITO 542.00

3,- PESO DEL SUELO HUMEDO DEL HUECO (1-2) 3804.00

4,- PESO ARENA + EL FRASCO 6413.00

5,- PESO ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO 1578.00

6,- PESO ARENA HUECO + PESO ARENA CONO (4-5) 4835.00

7,- PESO ARENA CONO 1473.00

8,- PESO ARENA HUECO (6-7) 3362.00

9,- DENSIDAD DE LA ARENA 1.30

10,- VOLUMEN DEL HUECO (8/9) 2586.15

11,- PESO DE GRAVA SECA AL AIRE 3/4" 0.00

12,- PESO ESPECIFICO DE LA GRAVA 2.6713,- VOLUMEN GRAVA POR DESPLAZAMIENTO (11/12) 0.00

14,- PESO DEL SUELO (3-11) 3804.00

15,- VOLUMEN DEL SUELO (10-13) 2586.15

16,- DENSIDAD DEL SUELO HUMEDO (14/15) 1.47

17,- HUMEDAD DEL SUELO 7.18

18,- DENSIDAD DEL SUELO SECO (16/17+100)*100 1.37

19,- MAXIMA DENSIDAD DE LA CURVA 1.9720,- % DE COMPACTACION (18/19*100) 69.66

3.3. CONCLUSIONES

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Según el CAPITULO 3 (TECNICAS DE INVESTIGACION DE CAMPO, ENSAYOS DE LABORATORIO, REQUISITOS DE LOS MATERIALES Y PRUEBA DE CONTROL) – CONTROL Y TOLERANCIA indica que en la sub rasante, la humedad de compactación no deberá variar en ± 2% del óptimo contenido de humedad a fin de lograr los porcentajes de compactación específicos. El grado de compactación requerido será del 95% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Modificado (NTP 339.141:1999) en los suelos granulares y del 95% de su Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Estándar (NTP 339.142:1999) en los suelos finos. Se tolera hasta 2 puntos porcentuales menos en cualquier caso aislado, siempre que la media aritmética de 6 puntos de la misma compactación sea igual o superior a lo especificado.

Concluimos que el terreno en estudio no está bien compactado ya que tiene 69.66 % de porcentaje de compactación y el grado de compactación requerida será del 95% de su Máxima Densidad Seca.

4. NORMA: ENSAYO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE LOS SUELOS EN EL CAMPO POR EL METODO DEL CONO DE

ARENA-HOJA DE CALCULO DEL ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO

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Las siguientes referencias contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de la presente Norma. Las mismas que deberán ser de la edición vigente.

NTP 339.143 (Método de ensayo estándar para la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena)

MTC E 117 (Densidad en el sitio - Método del Cono)

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)

A continuación se anexa Norma MTC E 117 (Densidad en el sitio - Método del Cono), como parte integral del trabajo desarrollado, así como la hoja de cálculo del ensayo Proctor Modificado del suelo en estudio.

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NORMA:MTC E 117 (Densidad en el sitio - Método del Cono)

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HOJA DE CÁLCULO:ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO DEL SUELO

ESTUDIADO

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