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ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO
Introducci ó n
En el presente informe hablaremos acerca de la densidad de los suelos, el cual
podemos hallarla utilizando el ensayo denominado “CONO DE ARENA ”, cuyo
objetivo principal es determinar la densidad de suelos compactados utilizados en
la construcción de terraplenes de tierra, rellenos de carreteras y estructuras de
relleno
El cual se aplica de manera general a partir de la superficie del material
compactado, este método se centra en la determinación del volumen de una
pequeña excavación de forma cilíndrica de donde se ha retirado todo el suelo
compactado, teniendo en cuenta no perder el material, ya que el peso del material
retirado será un dato para la determinación de la densidad húmeda.
Debemos recordar que en este ensayo para rellenar el hueco excavado se deberá
utilizar una arena uniforme normalizada y de granos redondeados, se ha
determinado para esta arena la densidad que ella tiene para las mismas
condiciones de caída que este material va a tener en terreno. Para ello se utiliza un
cono metálico.
El uso de este ensayo estará limitado generalmente a suelos en una condición de
no saturados, no es recomendable para suelos que sean suaves o desmenuzables o
estén en una condición de humedad tal que el agua filtre al hoy excavado.
A continuación mediante la presente se detallará todo lo relacionado
con el ensayo realizado.
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ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO
Procedimiento
Disponer de todos los materiales y equipos que se utilizaran en la
realización del ensayo.
Preparar la superficie en donde se va a realizar el ensayo, tratándolo de que
sea un plano nivelado.
Calibrar el equipo de densidad de campo, para poder obtener el peso
volumétrico de la arena calibrada y el peso de arena calibrada que queda en
el cono después de ejecutar el ensayo.
Colocar la placa base sobre la superficie en donde se ejecutara el ensayo,
asegurándola con clavos en el medio de cada lado para evitar que esta se
mueva.
Con la ayuda de una comba y un cincel procedemos 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 realizada fue de 14 cm.
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Placa base colocada en la superficie
ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO
No debemos alterar las paredes del suelo que delimitan la perforación,
especialmente cuando al sacar las partícula puedan desmoronarse, si esto
ocurriera se deberá hacer un nuevo hueco.
Extraer y colocar el suelo excavado en tres envases y cerrarlo
herméticamente para poder conservar su humedad del suelo.
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Excavando dentro de la abertura de la placa
Verificando la profundidad
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Pesar el cono con la arena ya en su interior como peso inicial.
Colocar el cono de arena y abrir la llave hasta que se llene de arena la
cavidad hecha.
Pesar el cono de arena con el resto de arena que quedo como peso final.
Determinar en el laboratorio, la densidad seca máxima y la humedad de la
muestra recuperada del agujero, para de esta forma, determinar el Grado
de Compactación.
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Guardando las muestras en los frascos
Pesando el cono con la arena, como peso inicial
ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO
Materiales
Cono de arena:
Formado por:
Frasco desarmable u otro contenedor de arena que tenga una capacidad de
volumen que exceda el volumen requerido para llenar el orificio de prueba
y el aparato durante la prueba.
Aparato desarmable que consiste de una válvula cilíndrica con un orificio
de ½” (13 mm) de diámetro, presentando en un extremo un pequeño cono
de metal conectado a un frasco en un extremo y a un embudo (cono) en el
otro extremo. La válvula debe tener un freno (seguro) para prevenir la
rotación de una posición completamente abierta a otra completamente
cerrada
Placa metálica
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DIBUJO N° 01: Cono de Arena
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Puede ser cuadrada o rectangular, con un hueco central con borde para recibir el
embudo grande del aparato descrito anteriormente. La placa debe ser plana en la
base y tener suficiente rigidez, con un espesor de 3/8” a ½” (10 a 13 mm).
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 2mm (Malla N°10). Debe ser uniforme y preferiblemente de forma
redondeada o sub−redondeada para favorecer que fluya libremente y desprovista
de partículas o arena fina, para prevenir segregación en almacenamiento o uso, y
cambios de peso unitario aparente como consecuencia de variaciones en la
humedad atmosférica.
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DIBUJO N° 02: Placa Metálica
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Balanza
Utilizada para pesar la muestra, con sensibilidad al gramo.
Cincel
Utilizada para la perforación en el suelo estudiado.
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DIBUJO N° 03: Arena
DIBUJO N° 04: Balanza
DIBUJO N° 05: Cincel
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Comba
Con el cincel ayudaran a perforar el suelo estudiado.
Brocha
Para limpieza y mejor aplicación del ensayo.
Cucharon
Para recoger la muestra.
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DIBUJO N° 07: Brocha
DIBUJO N° 06: Comba
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Depositos
Para almacenar la muestra mientras esta se extrae.
Reglas
Para medir la profundidad del agujero, la cual es 14cm.
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DIBUJO N° 08: Cucharon
DIBUJO N° 9: Depósitos
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Tamiz 3/ 4”
Para tamizar la muestra.
Equipo de secamiento
Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el fin de determinar su contenido de humedad
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DIBUJO N° 10: Regla
DIBUJO N° 11: Tamiz
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CALCULOS Y RESULTADOS
A partir de los datos obtenidos durante el ensayo tenemos las siguientes tablas de resultados.
DATOS OBTENIDOS DEL ENSAYO DE PROCTOR
Máxima densidad seca : 1.97 gr/cm3 Optimo contenido de humedad : 10.76 %
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CALCULO DE LA DENSIDAD DE LA ARENA:
PESO UNITARIO SUELTO
Peso unidad1 Peso del molde 6015 gr2 Volumen del molde 2143 cm^33 Peso del molde + muestra 1 8788 gr4 Peso del molde + muestra 2 0 gr5 Peso de muestra 1 2773 gr6 Peso de muestra 2 gr7 Peso promedio de muestras 2773 grDENSIDAD DE LA ARENA 1.3 gr/ cm3
CALCULO DEL PESO DE LA ARENA RETENIDA EN EL CONO
Para el peso de la arena retenida en el cono se obtuvo el siguiente peso promedio: 1473 gr.
CÁLCULO DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO:
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ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO
CONTENIDO DE HUMEDAD %
FRASCO N° 23 261.- PESO FRASCO + SUELO HUMEDO 120.54 116.59 gr.2.- PESO FRASCO + SUELO SECO 115.02 109.91 gr.3.- PESO DE AGUA CONTENIDA (1-2) 5.52 6.68 gr.4.- PESO DEL FRASCO 27.57 26.91 gr.5.- PESO SUELO SECO (2-4) 87.45 83 gr.6.- CONTENIDO DE HUMEDAD % (3/5*100) 6.31 8.05 %7.- CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO 7.18 %
CÁLCULO DEL GRADO DE COMPACTACION DEL SUELO:
SOLICITANTE: INFORME N°OBRA: REALIZADO POR:MATERIAL: ARCILLA Y ARENA FECHA DEL ENSAYO:CANTERA:NUMERO DE PRUEBA: D1 D
2D3
ESPESOR COMPACTADO:LADO:PROGRESIVA:
1 PESO DEL SUELO HUMEDO + DEPOSITO 4346 gr2 PESO DEL DEPOSITO 542 gr3 PESO DEL SUELO HUMEDO DEL HUECO (1–2) 3804 gr4 PESO DE LA ARENA + EL FRASCO 6413 gr5 PESO DE LA ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO 1578 gr6 PESO ARENA HUECO + PESO ARENA CONO (4-5) 4835 gr7 PESO ARENA CONO 1473 gr8 PESO ARENA DEL HUECO (6-7) 3362 gr9 DENSIDAD DE LA ARENA 1.3 gr/ cm310
VOLUMEN DEL HUECO (8/9) 2586.15 cm3
11
PESO DE LA GRAVA SECADA AL AIRE 0
12
PESO ESPECIFICO DE LA GRAVA 0
1 VOLUMEN GRAVA POR DESPLAZAMIENTO (11/12) 0
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ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO
314
PESO DEL SUELO (3-11) 3804.00 gr
15
VOLUMEN DEL SUELO (10-13) 2586.15 cm3
16
DENSIDAD DEL SUELO HUMEDO (14/15) 1.47 gr/ cm3
17
HUMEDAD CONTENIDA EN EL SUELO 7.18 %
18
DENSIDAD DEL SUELO SECO (16/17 + 100)*100 1.37 gr/ cm3
19
MAXIMA DENSIDAD DETERMINADA EN LA CURVA 1.97 gr/ cm3
20
PORCENTAJE DE COMPACTACIÓN (18/19*100) 69.66 %
21
PORCENTAJE DE COMPACTACIÓN ESPECIFICADO ------
A = APROBADO R = RECHAZADO
CONCLUSIONES
Después de haber realizado los cálculos respectivos a
partir de los datos obtenidos durante el ensayo, podemos
concluir que el suelo que hemos estado analizando tiene
un contenido de humedad de 7.18%.
Si consideramos la zona de estudio como un proyecto de
carretera, y consideramos los resultados del Proctor como
parte de ese proyecto, observaremos que según el
resultado del porcentaje de compactación, que fue 69.66
%, el suelo donde se hizo el ensayo de DENSIDAD DE
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ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO
CAMPO IN SITU con el cono de arena, no esta lo
suficientemente compactado como para ser considerado
como superficie de rodadura, ya que el reglamento
establece un rango mayor o igual al 95 %.
Para la realización 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 tamaño de partículas menor que la malla
10 (2mm).
El desarrollo de este ensayo es muy importante, pues
determina de una forma práctica y precisa si el suelo esta
lo adecuadamente compactado para resistir cargas de
gran magnitud. Por lo que su aplicación debe ser
obligatoria en todos los proyectos de carreteras, y aunque
actualmente lo es, debe darse primordial importancia a
sus resultados así conlleve a pérdidas económicas.
Anexo
Se anexan la norma E-117-2000 (MTC) y así como algunas
fotografías del ensayo.
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