ensayo de densidad de campo
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Este presente informe, describe los materiales y procedimiento a seguir para el desarrollo del ensayo de densidad de campo de un suelo.TRANSCRIPT
DENSIDAD DE LOS SUELOS EN CAMPO
1. INTRODUCCION.
Teniendo en consideración que la mayoría por no decir todas las estructuras se
encuentran apoyadas sobre el terreno es necesario determinar su grado de
compactación (densidad) para de este modo asegurar su resistencia a las cargas
impartidas por dichas estructuras, por tal motivo el interés en determinar la densidad
de un suelo y por métodos que resulten breves y sencillos.
El incremento de densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacíos
en tanto se mantienen el contenido de humedad aproximadamente constante.
En la práctica, de compactación se realiza con frecuencia sobre los materiales que se
utilizan para rellenos en la construcción de terraplenes, pero también puede
realizarse in situ con suelos naturales en proyectos de mejoramiento del terreno.
El grado compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente
mediante la densidad seca. La densidad seca que se obtiene mediante un proceso de
compactación depende de la energía utilizada durante la compactación, denominada
energía de compactación, también depende del contenido de humedad durante la
misma.
Las relaciones típicas entre la densidad seca. El contenido de humedad y la energía de
compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en el laboratorio.
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1. OBJETIVOS.
Determinar la densidad del suelo in situ mediante el método del cono de la
arena.
Familiarizarse con los métodos y procedimientos así como con los materiales
empleados para la ejecución de dicho ensayo.
Considerar la importancia que tiene conocer el grado de compactación del
suelo donde se apoyarán la estructura del pavimento.
2. NORMATIVIDAD:
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.
MTC E 117-2000 (ensayo para determinar la densidad de los suelos en el
campo por el metodo del cono de arena)
ASTM D 1556 (Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil
in Place by the Sand-Cone Method).
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3. FUNDAMENTO TEORICO.
Determinación de la densidad del suelo en terreno método cono de
arena (ASTM D1556-64)
Una vez que se han definido los criterios de compactación - en la forma de
especificaciones técnicas - para las obras en terreno, es necesario utilizar un método
para determinar la densidad o peso unitario que el suelo alcanza luego de la
compactación.
Para obtener estas densidades existen los siguientes métodos en terreno:
- Cono de arena
- Balón de densidad
- Densímetro nuclear
En esta guía nos referiremos al empleo del cono de arena.
El método del cono de arena, se aplica en 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 (sin
pérdidas de material) ya que el peso del material retirado dividido por el volumen del
hueco cilíndrico nos permite determinar la densidad húmeda. Determinaciones de la
humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca.
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El método del cono de arena utiliza una arena uniforme normalizada y de granos
redondeados para llenar el hueco excavado en terreno. Previamente en el laboratorio,
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 Grado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente expresión:
Donde:
Gc = Grado de Compactación
yd = Densidad Seca en el campo
dmax = Densidad Seca Mγ áxima obtenida en el laboratorio.
Gc=ydyd max
∗100
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4. MATERIALES .
Aparato de densidad(envudo).
Un 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.
Un aparato desarmable que consiste en 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.
Una placa metálica cuadrada o rectangular, con un hueco central con borde para
recibir el embudo grande (cono) 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).
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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
(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 (menor que
250m, N°60), para prevenir segregación en almacenamiento o uso, y cambios de peso
unitario aparente como consecuencia de variaciones en la humedad atmosférica.
Balanzas:
Una balanza de capacidad mínima de 20Kg. con sensibilidad de 1.0g.
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Base metálica hueca para el cono.
Malla ¾”
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Cincel
Comba
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Cucharon y brocha
Recipiente
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5. PROCEDIMIENTO .
Pasos a realizar.
- SE PESA EL ENVUDO + LA ARENA CONTENIDA.
- VAMOS A SACAR LA MUESTRA DE CAMPO.
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- COLOCAMOS LA PLACA SOBRE LA SUBRASANTE
- SE EXCAVA CON AYUDA DEL CINCEL Y DE LA COMBA,EN SECCION CIRCULAR DE LA PLACA.
LA PROFUNDIDAD DE LA MUESTRA DEBE SER ENTRE 12 A 15 CM
- LA MUESTRA SE HECHA SOBRE EL RECIPIENTE CON AYUDA DEL CUCHARON
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- SOBRE LA PLACA, SE COLOCA EL ENVUDO SE ABRE LA LLAVE Y SE DEJA CAER LA ARENA QUE CONTIENE SOBRE EL ESPACIO QUE QUEDO DEL EXACAVADO
- LUEGO DEL RECIPIENTE QUE CONTIENE LA MUESTRA SACADA SE LLEVA A PESAR.
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- LUEGO CON LA MALLA ¾” SE EXTRAE LA GRAVA CONTENIDA EN LA MUESTRA EXTRAIDA.
- SE PESA LA GRAVA.
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- LUEGO SE PASA A VER EL ENVUDO QUE SE DEJO Y SE CIERRA LA LLAVE, LA ARENA QUE SALIO SE RECOJE
- SE PESA EL ENVUDO CON LA ARENA QUEDÓ EN ELLA
- FINALMENTE SE PESA EL RECIPIENTE
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6. CALCULOS .
N° DE PRUEBA 1ESPESOR COMPACTADO EN cmLADOPROGRESIVA1.-peso de suelo humedo +deposito 4106.000 gr.2.-peso del deposito 190.000 gr.3.-peso del suelo humedo del hueco(1-2) 3916.000 gr.4.-peso de la arena + el frasco 5812.000 gr.5.peso de arena que queda en el frasco 1814.000 gr.6.-peso de arena del hueco + peso arena cono(4-5) 3998.000 gr.7.-peso arena cono 1450.000 gr.8.-peso arena del hueco(6-7) 2548.000 gr.9.- densidad de la arena 1.330 gr./cm310.- volumen del hueco (8/9) 1915.789 cm311.- peso de grava seca al aire 109.000 gr.12.-peso especifico de la grava 2.690 gr.13.-volumen de la grava por desplazamiento (11/12) 40.520 cm314.- peso del suelo (3-11) 3807.000 gr.15.-volumen del suelo (10-13) 1875.269 cm316.- densidad del suelo humedo (14/15) 2.030 gr/cm317.-humedad del suelo 0.015 %18.-densidad del suelo seco (16/17 + 100)*100 2.030 gr./cm319.- maxima densidad determinada en la curva 2.180 gr./cm320.-porcentaje de compactacion (18/19*100) 93.110 %
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7. CONCLUSIONES .
Se ha obtenido una densidad de suelo seco =2.03 gr/cm3
el porcentaje de compactación es bastante satisfactorio ya que se ha
alcanzado un grado de compactación de 93.11%MDS lo cual está muy
cercano al valor buscado 95%MDS que es el valor correspondiente que
debe tener una capa de subrasante.
8. RECOMENDACIONES .
El manejo de los equipos debe ser lo más eficaz posible para obtener datos
más precisos.
Se debe limpiar el espacio donde será el punto de ensayo.
Calibrar bien la balanza para obtener pesos más exactos.
La base del hueco a escavar debe tener forma cuadrada.
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ANEXOS