Normas E050.docx

“UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA”

FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERIAS CIVIL Y DEL AMBIENTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: INGENIERIA DE CIMENTACIONES. TITULO DEL TRABAJO: “ESTUDIO DE MECANICA DE SUELO DE UNA MUESTRA DE SUELO UBICADO EN SOCABAYA”. DOCENTE: ING. RUBEN GAMARRA TUCO. INTEGRANTES: ✓ ✓ ✓ ✓ ✓

SANCHEZ DEL ARROYO. MARCO ENMANUEL. CHÁVEZ CÁCERES BRENDA MILAGROS CHURA QUISPE PERCY MILTHON VIVAS APAZA JOSE ANTONIO MAMANI QQUESO JHON ANTONI VIII SEMESTRE AREQUIPA – PERÚ 2018

INDICE INTRODUCCIÓN

2

INFORME DEL ESTUDIO MECANICA DE SUELOS

3

1. MEMORIA DESCRIPTIVA

3

1.1. Resumen de las condiciones de Cimentación

3

1.2. Información Previa

3

1.3. Exploración de Campo

3

1.4. Ensayos de laboratorio

3

1.5. Perfil del Suelo

3

1.6. Nivel de Napa Freática

3

1.7. Análisis de la Cimentación

3

|| 2. PLANOS DE UBICACIÓN DE LAS OBRAS Y DE LA DISTRIBUCION DE LOS PUNTOS DE INVESTIGACION

3

2.1. Plano de Ubicación del Programa de Exploración

3

3. PERFILES DE SUELOS

3

3.1. Perfil Estratigráfico por Punto Investigado

3

4. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS “in situ” y de laboratorio

3

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4

1. CONCLUSIONES

4

2. RECOMENDACIONES

4

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

5

INTRODUCCIÓN

Cuando se habla de cimentaciones se habla también de la parte más importante de una construcción y a la cual no debe ahorrarse ni materiales ni cuidados, pues a su deficiencia se deben siempre las grietas producidas al recibir una cimentación una carga superior a su capacidad resistente. Es un grave error reducir, por economía, las dimensiones, calidad y proporciones de los materiales a emplear en las fundaciones por cuanto será muy costoso pretender subsanar los defectos originados por estas deficiencias, lo cual no se logrará sin recurrir al refuerzo de los cimientos construidos defectuosamente, con el consiguiente incremento del costo original de la estructura. La función de una cimentación ante un sismo es brindar al edificio una base rígida y capaz de trasmitir al suelo las acciones que se generan por la interacción entre los movimientos del suelo y de la estructura, sin que se produzcan fallas o deformaciones excesivas en el terreno.

INFORME DEL ESTUDIO MECANICA DE SUELOS 1. MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1. Resumen de las condiciones de Cimentación 1.2. Información Previa 1.3. Exploración de Campo 1.4. Ensayos de laboratorio Granulometría NTP339.128:1999 SUELOS. Método de ensayo para el análisis granulométrico, fue sometida a discusión pública 60 días calendario a partir del 25 de abril del 2014, al no recibir observaciones se procedió a la aprobación de su vigencia.

Contenido de humedad NTP339.127:1999 SUELOS. Método de ensayo para determinar el contenido de humedad de un suelo, se determina el peso de agua eliminada, secando el suelo húmedo hasta un eso constante en un horno a 110 + 5 C. El peso perdido debido al secado del suelo es considerado como el peso del agua.

Límite líquido y plástico NTP339.029 Estas normas contienen disposiciones que constituyes requisitos en la NTP. Limite líquido: es el contenido de humedad, expresado en porcentaje, para el cual el suelo se halla en el límite entre el estado líquido y plástico. Limite Plástico: es el contenido de humedad, expresado en porcentaje para el cual el suelo se halla entre estado plástico y semisólido.

Corte directo NTP339.171:2002 SUELOS. Método de ensayo normalizados para el ensayo de corte directo de suelos bajo condiciones consolidadas no drenadas , fue sometida a consulta pública 30 días calendarios, al no recibir observaciones se procedió a la aprobación de su vigencia, previa revisión final , aprobando la versión revisada el 19 de diciembre de 2017.

1.5. Perfil del Suelo 1.6. Nivel de Napa Freática 1.7. Análisis de la Cimentación 1.8. Efecto del Sismo

2. PLANOS DE UBICACIÓN DE LAS OBRAS Y DE LA DISTRIBUCION DE LOS PUNTOS DE INVESTIGACION 2.1. Plano de Ubicación del Programa de Exploración 3. PERFILES DE SUELOS 3.1. Perfil Estratigráfico por Punto Investigado 4. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS “in situ” y de laboratorio 4.1. Contenido de Humedad NTP 339.127(ASTM D2216) 4.2. Análisis Granulométrico NTP 339.128(ASTM D422) DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS

-

HALLAR LOS COEFICIENTES

-

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD 𝐶𝑢 =

-

COEFICIENTE DE CURVATURA 𝐶𝑐 =

-

0.21 = 4.14 0.0507

(0.12)2 = 1.35 0.0507 ∗ 0.21

CLASIFICACION ARENA LIMOSA O ARCILLOSA

-

HALLAR LOS COEFICIENTES

-

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD 𝐶𝑢 =

-

COEFICIENTE DE CURVATURA 𝐶𝑐 =

-

1.12 = 4.14 0.27

(0.519)2 = 0.89 0.27 ∗ 1.12

CLASIFICACION ARENA MAL GRADUADA

-

HALLAR LOS COEFICIENTES

-

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD 𝐶𝑢 =

-

COEFICIENTE DE CURVATURA 𝐶𝑐 =

-

1.12 = 13.49 0.083

(0.206)2 = 0.45 1.12 ∗ 0.083

CLASIFICACION ARENA LIMOSA O ARCILLOSA

4.3. Limite Líquido y Limite Plástico NTP 339.129(ASTM D4318) Limite Líquido

Wcs+h : Peso de la capsula más suelo húmedo Wcs+s : Peso de la capsula más suelo sueco Wc : Peso de la capsula

Limite Liquido

Estrato Nº 1 5 119.51 gf 151.15 gf 144.04 gf 31.64 gf 24.53 gf 28.98 %

Limite liquido =

33.77 %

11 118.63 gf 140.80 gf 135.57 gf 22.17 gf 16.94 gf 30.87 %

17 25 27.86 gf 78.40 gf 66.19 gf 50.54 gf 38.33 gf 31.85 % 33.7682956

35.00 % 34.00 % 33.00 % 32.00 % 31.00 % 30.00 % 29.00 % 28.00 % 0

5

10

15

20

25

CONTENIDO DE HUMEDAD

Nº golpes Peso capsula Peso caps + suelo humedo Peso caps + suelo seco peso suelo humedo peso suelo seco contenido de humedad

30

Nº DE GOLPES

Limite Liquido Estrato Nº 2 Nº golpes Peso capsula Peso caps + suelo humedo Peso caps + suelo seco peso suelo humedo peso suelo seco contenido de humedad

8 28.06 gf 64.50 gf 55.85 gf 36.44 gf 27.79 gf 31.13 %

Limite liquido =

52.25 %

12 27.65 gf 61.70 gf 53.39 gf 34.05 gf 25.74 gf 32.28 %

14 25 118.03 gf 145.40 gf 137.78 gf 27.37 gf 19.75 gf 38.58 % 52.2515642

50.00 % 40.00 % 30.00 % 20.00 % 10.00 % 0.00 % 0

5

10

15

20

25

30

Nº DE GOLPES

Limite Liquido Estrato Nº 3 8 27.56 gf 58.80 gf 52.91 gf 31.24 gf 25.35 gf 23.23 %

Limite liquido =

30.89 %

20 27.64 gf 63.30 gf 54.65 gf 35.66 gf 27.01 gf 32.03 %

35 25 27.33 gf 60.80 gf 52.05 gf 33.47 gf 24.72 gf 35.40 % 30.8920971

40.00 % 30.00 % 20.00 % 10.00 % 0.00 % 0

5

10

15

20

25

Nº DE GOLPES

Limite Plástico

Wc s+h : Peso de la capsula más suelo húmedo

30

35

40

CONTENIDO DE HUMEDAD

Nº golpes Peso capsula Peso caps + suelo humedo Peso caps + suelo seco peso suelo humedo peso suelo seco contenido de humedad

CONTENIDO DE HUMEDAD

60.00 %

Wc s+s : Peso de la capsula más suelo sueco Wc : Peso de la capsula El ensayo del límite plástico como especifica la norma, si el límite líquido o pruebas de plástico límite no se pudo realizar, o si el límite plástico es igual o mayor que el límite líquido, el informe de la tierra, como NP no plásticas. Nuestras muestras no tienen límite plástico debido a las partículas friccionantes que poseen las arenas.

4.4. Peso Específico Relativo de Sólidos NTP 339.131(ASTM 854) Se utilizará la siguiente fórmula

𝐺𝑠 =

𝛾𝑠 𝛾𝑤

Y reemplazando 𝛾𝑠 𝛾

𝑠=

𝑊𝑠 𝑊𝑠 𝛼∗𝑊𝑠 = = 𝑉𝑠 𝑊𝑤 𝑊𝑜 +𝑊𝑠 −𝑊𝑓 𝛾𝑤

Donde: 𝛾𝑠 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜

𝑊𝑠 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑊𝑜 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑠 𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑊𝑓 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑠 𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑎𝑠 𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝛼 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 Datos -

ESTRATO 1 𝑊0 (𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 + 𝑎𝑔𝑢𝑎) = 1269.6 gr

T°=18°C…………..𝛼 = 1.00039

𝑊𝑆 (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 ) = 492 gr 𝑊𝐹 (𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 + 𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜) = 1542.8 gr

T°=25.5°C….. 𝛼 =0.99871

𝑊(𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎) = 274.1 gr

-

ESTRATO 2 𝑊0 (𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 + 𝑎𝑔𝑢𝑎) = 1269.5 gr

T°=17.5°C…………..𝛼 = 1.00048

𝑊𝑆 (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 ) = 495.3 gr 𝑊𝐹 (𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 + 𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜) = 1536.1 gr 𝑊𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎) = 274.1 gr

T°=21.5°C….. 𝛼 = 0.99968

-

ESTRATO 3 T°=16.2°C…………..𝛼 = 1.0007

𝑊0 (𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 + 𝑎𝑔𝑢𝑎) = 1269.4 gr 𝑊𝑆 (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 ) = 496.2 gr

𝑊𝐹 (𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 + 𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜) = 1533.3 gr

T°=22°C….. 𝛼 = 0.99957

𝑊(𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎) = 274.1 gr

Cálculos y Resultados -

ESTRATO 1 𝛾

𝑠 =

0.99871∗492 𝑔𝑟𝑓 = 2.25 3 1269.6+492−1542.8 𝑐𝑚

𝑔𝑟𝑓 2.25 3 𝛾𝑠 𝑐𝑚 𝐺𝑠 = = = 2.25 𝑔𝑟𝑓 𝛾𝑤 1 3 𝑐𝑚

-

ESTRATO 2 𝛾

𝑠 =

0.99968∗495.3 𝑔𝑟𝑓 = 2.17 3 1269.5+495.3−1536.1 𝑐𝑚

𝑔𝑟𝑓 2.17 3 𝛾𝑠 𝑐𝑚 𝐺𝑠 = = = 2.17 𝑔𝑟𝑓 𝛾𝑤 1 3 𝑐𝑚

-

ESTRATO 3 𝛾

𝑠 =

0.99957∗496.2 𝑔𝑟𝑓 = 2.14 3 1269.4+496.2−1533.3 𝑐𝑚

𝑔𝑟𝑓 2.14 3 𝛾𝑠 𝑐𝑚 𝐺𝑠 = = = 2.14 𝑔𝑟𝑓 𝛾𝑤 1 3 𝑐𝑚

4.5. Clasificación Unificada de Suelos (SUCS)NTP 339.134(ASTM D2487) 4.6. Densidad Relativa NTP 339.137(ASTM D4253)- NTP 339.138(ASTM D4254) 4.7. Descripción Visual Manual NTP 339.150(ASTM D2488)

5. PANEL FOTOGRAFICO GRANULOMETRIA

Seleccionamos el material a estudiar.

El suelo de estudio dentro de los tamices en forma gradual

El tamizado, realizado con movimientos circulares y constante, durante un tiempo determinado

LIMITE LÍQUIDO 1) Preparar la muestra seca, disgregándola con el mortero y pasarlo por la malla No. 40 para obtener una muestra representativa de unos 250 gr. aproximadamente.

2) Colocar el suelo pasante malla No. 40 en recipiente y añadir una pequeña cantidad de agua, dejar que la muestra se humedezca.

3) Mezclar con ayuda de la espátula hasta que el color sea uniforme y conseguir una mezcla homogénea. 4) Logrado lo anterior se coloca en la copa de Casagrande, previamente calibrada, una cantidad suficiente de material para que una vez extendido con la espátula se tenga un espesor de 8 a 10 milímetros en la parte central de la muestra colocada. Para extender el material se procede del centro hacia los lados, sin aplicarle una presión excesiva y con el número mínimo de pasadas de la espátula.

5) La ranura debe apreciarse claramente y que separe completamente la masa del suelo en dos partes

Si se utiliza la herramienta Casagrande se debe mantener firmemente perpendicular a la superficie de la copa, de forma que la profundidad de la ranura sea homogénea.

Poner en movimiento la cazuela con ayuda de la manivela y suministrar los golpes que sean necesarios para cerrar la ranura en 12.7 mm ( ½ “). Cuando se cierre la ranura en ½”, registrar la cantidad de golpes y tomar una muestra de la parte central para la determinación del contenido de humedad.

GRAVEDAD ESPECÌFICA 1. Para calibrar el picnómetro, se llena con agua hasta la marca, se tapa y pesa Se toma la temperatura

2. Calentar a baño maría el picnómetro, retirar el agua excedente pesar y tomar temperatura (repetir dos veces)

3. Pesar material que pase por

el tamiz #4 y secarlo en la cocina

4. Se mezcla el material con el agua, se agita bien, se pesa y toma temperatura

5. Se repite una vez más el ensayo

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1. CONCLUSIONES GRANULOMETRIA ● CLASIFICACION 1er Estrato = ARENA LIMOSA O ARCILLOSA 2do Estrato = ARENA MAL GRADUADA 3er Estrato = ARENA LIMOSA O ARCILLOSA LIMITE LÍQUIDO Y LIMITE PLASTICO ● Las muestras de los estratos 1, 2 ,3 no tienen límite plástico debido a las partículas friccionantes que poseen las arenas. ● La muestra analizada corresponde a un suelo no plastico, como son las arenas ● Al tratarse de una arena necesita un contenido de humedad elevado para la prueba de límite líquido

GRAVEDAD ESPECÌFICA ● La gravedad específica obtenida es la siguiente: 1er Estrato = 2.25 2do Estrato = 2.17 3er Estrato = 2.14 ● La gravedad especifica promedio es 2.2 ● Por el resultado obtenido podemos verificar que nuestro suelo es arcilloso de origen volcánico, sin embargo, este resultado solo sirve para verificar que el experimento sea correcto más no para clasificar el suelo, ya que eso se hace con la granulometría. ● Se nota que la gravedad especifica se reduce a medida aumenta la profundidad del suelo, porque a más profundidad se tiene un suelo con más tamaño máximo.

2. RECOMENDACIONES ● Para la gravedad específica se recomienda que la muestra de suelo este completamente seca para así poder hallar correctamente su peso específico. ● Se recomienda agitar bien la Fiola junto con el agua y la muestra de suelo por una aproximado de 5 a 10 minutos, para que así pueda expulsar todo el aire contenido y no presentar errores al momento de hallar los resultados.

● Para la granulometría se recomienda que la aplicación del tamizado sea en forma constante y circular, evitar pérdidas por movimientos bruscos al momento del tamizado ● Para limite liquido recomendamos que el operador de la prueba no cambie, para no cambiar el periodo de revolución de la manija. ● Las revoluciones deben ser a una velocidad constante, para evitar cambios significativos en el golpe.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Ministerio de Vivienda Construccion y Saneamiento, «NORMA E.050,» Reglamento Nacional de Edificacion, p. 55, 2006. Recuperado de: https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/s/specific_gravity.aspx