Densidad De Campo.docx

ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

Introducción 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. 1

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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.

Placa base colocada en la superficie 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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Excavando dentro de la abertura de la placa

Verificando la profundidad 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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Guardando las muestras en los frascos

Pesar el cono con la arena ya en su interior como peso inicial.

Pesando el cono con la arena, 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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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

DIBUJO N° 01: Cono de Arena

Placa metálica

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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).

DIBUJO N° 02: Placa Metálica

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° 03: Arena

Balanza Utilizada para pesar la muestra, con sensibilidad al gramo.

DIBUJO N° 04: Balanza

Cincel Utilizada para la perforación en el suelo estudiado.

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DIBUJO N° 05: Cincel PAVIMENTOS |

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Comba Con el cincel ayudaran a perforar el suelo estudiado.

DIBUJO N° 06: Comba

Brocha Para limpieza y mejor aplicación del ensayo.

DIBUJO N° 07: Brocha

Cucharon Para recoger la muestra. 8

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DIBUJO N° 08: Cucharon

Depositos Para almacenar la muestra mientras esta se extrae.

DIBUJO N° 9: Depósitos

Reglas Para medir la profundidad del agujero, la cual es 14cm.

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DIBUJO N° 10: Regla

Tamiz

𝟑/𝟒”

Para tamizar la muestra.

DIBUJO N° 11: Tamiz

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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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 Optimo contenido de humedad

: :

1.97 gr/cm3 10.76 %

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CALCULO DE LA DENSIDAD DE LA ARENA: PESO UNITARIO SUELTO Peso

unidad

1 Peso del molde

6015

gr

2 3 4 5 6 7

2143 8788 0 2773

cm^3 gr gr gr gr gr

Volumen del molde Peso del molde + muestra 1 Peso del molde + muestra 2 Peso de muestra 1 Peso de muestra 2 Peso promedio de muestras

DENSIDAD DE LA ARENA

2773 1.3

gr/ cm3

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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:

CONTENIDO DE HUMEDAD % FRASCO N° 1.2.3.4.5.6.-

PESO FRASCO + SUELO HUMEDO PESO FRASCO + SUELO SECO PESO DE AGUA CONTENIDA (1-2) PESO DEL FRASCO PESO SUELO SECO (2-4) CONTENIDO DE HUMEDAD % (3/5*100)

7.-

CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO

23

26

120.54 115.02 5.52 27.57 87.45 6.31

116.59 109.91 6.68 26.91 83 8.05

gr. gr. gr. gr. gr. %

7.18

%

CÁLCULO DEL GRADO DE COMPACTACION DEL SUELO:

SOLICITANTE:

INFORME N°

OBRA: MATERIAL: ARCILLA Y ARENA CANTERA: NUMERO DE PRUEBA:

REALIZADO POR: FECHA DEL ENSAYO:

1 2 3 4

ESPESOR COMPACTADO: LADO: PROGRESIVA: PESO DEL SUELO HUMEDO + DEPOSITO PESO DEL DEPOSITO PESO DEL SUELO HUMEDO DEL HUECO (1–2) PESO DE LA ARENA + EL FRASCO

D1

4346 542 3804 6413

D2 D3

gr gr gr gr PAVIMENTOS |

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PESO DE LA ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO PESO ARENA HUECO + PESO ARENA CONO (4-5) PESO ARENA CONO PESO ARENA DEL HUECO (6-7) DENSIDAD DE LA ARENA VOLUMEN DEL HUECO (8/9) PESO DE LA GRAVA SECADA AL AIRE PESO ESPECIFICO DE LA GRAVA VOLUMEN GRAVA POR DESPLAZAMIENTO (11/12) PESO DEL SUELO (3-11) VOLUMEN DEL SUELO (10-13) DENSIDAD DEL SUELO HUMEDO (14/15) HUMEDAD CONTENIDA EN EL SUELO DENSIDAD DEL SUELO SECO (16/17 + 100)*100 MAXIMA DENSIDAD DETERMINADA EN LA CURVA PORCENTAJE DE COMPACTACIÓN (18/19*100) PORCENTAJE DE COMPACTACIÓN ESPECIFICADO A = APROBADO R = RECHAZADO

1578 4835 1473 3362 1.3 2586.15 0 0 0 3804.00 2586.15 1.47 7.18 1.37 1.97 69.66 ------

gr gr gr gr gr/ cm3 cm3

gr cm3 gr/ cm3 % gr/ cm3 gr/ cm3 %

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, PAVIMENTOS |

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que fue 69.66 %, el suelo donde se hizo el ensayo de DENSIDAD DE 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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