UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES DE CHIMBOTE CHIMBOTE
FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P. INGENIERÍA CIVIL TEMA: “
CURSO
DENSIDAD DE CAMPO ”
: MECANICA DE SUELOS I
DOCENTE: CICLO
ING.BADA ALYO DELVA
: V
AUTOR
:
HANS ROJAS MEDINA
[email protected]
CHIMBOTE – PERÚ PERÚ
2016
LABORATORIO N °7 TITULO: DENSIDAD DE CAMPO INTRODUCCIÓN En obra durante el trabajo de compactación de suelos, es necesario determinar el grado de compactación alcanzado con la máquina, para ello se debe obtener el peso unitario del suelo seco y el contenido de agua del relleno compactado o de los materiales colocados como base y sub-base en una carretera, a fin de comparar estos resultados con el peso unitario máximo del suelo seco y el contenido óptimo de agua obtenidos previamente en el laboratorio por uno de los métodos de compactación y de esta manera saber si se está cumpliendo con las especificaciones. Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactación, conocido como Grado de Compactación, que se define como la relación en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad máxima correspondiente a la prueba de laboratorio. Este método es para conocer el grado de compactación, es un método destructivo ya que se basa en determinar el peso específico seco de campo a partir del material extraído de una muestra, la cual se realiza sobre la capa de material ya compactado. El método del cono de arena fue utilizado primeramente por el cuerpo de ingenieros de USA. Y acogido por las normas A.S.T.M. y A.A.S.T.H.O. Un suelo natural o compactado requiere la determinación dela densidad in situ. En la mayoría de los proyectos, esta verificación se logra con el cono de arena o por el densímetro nuclear. Mecánica de Suelo
OBJETIVOS GENERALES
Establece el método de ensayo estándar para determinar la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena.
ESPECÍFICOS
Determinar la densidad del suelo seco y el contenido de humedad del suelo compactado en el campo. Comprobar el grado de compactación del campo a partir de nuestro ensayo realizado.
MARCO TEÓRICO DENSIDAD DE CAMPO 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 realización de la misma (compactación de la capa de suelo). El ensayo de densidad seca permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en el proceso de compactación de suelos, en las que existen especificaciones y una correlación en cuanto a la humedad y la densidad del suelo. Para obtener estas densidades existen los siguientes métodos en terreno: -
Cono de arena
-
Balón de caucho o balón de Hule
-
Densímetro nuclear
Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho, son aplicables en suelos cuyos tamaños de partículas sean menor es a 38mm. Y utilizan los mismos principios. MÉTODO DEL CONO DE ARENA El método del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie del material compactado hasta una profundidad aproximada de 15cm. Y cuyo diámetro del hoyo de extracción de suelo es aproximadamente 4 pulgadas y relativo a la abertura de la placa base del cono metálico de ensayo; 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. Determinándose la humedad de esa muestra nos permite obtener la densidad seca. Se utiliza una arena uniforme estandarizada.
TERMINOLOGIA Definiciones: Todas las definiciones están de acuerdo a la Terminología de la Norma MTC E116.
RESUMEN DEL MÉTODO DE ENSAYO
Se cava a mano un orificio de prueba en el suelo donde se va a ensayar y todo el material extraído del orificio es recuperado en un contenedor. Se llena el orificio con arena de densidad conocida en caída libre y se determina el volumen. La densidad húmeda del suelo in situ se determina dividiendo la masa húmeda del material removido entre el volumen del orificio. Se determina el contenido de humedad del material del orificio y se calcula la masa seca del material y la densidad seca del lugar, utilizando la masa húmeda del suelo, el contenido de humedad y el volumen del orifico.
SIGNIFICADO Y USO Este método es muy difundido para determinar la densidad de suelos compactados utilizados en la construcción de terraplenes de tierra, rellenos de carreteras y estructuras de relleno. Es comúnmente utilizado como base de aceptación para suelos compactados a una densidad específica o a un porcentaje de densidad máxima determinada por un método de ensayo normado. Este método puede ser usado para determinar la densidad in-situ de depósitos de suelos naturales, agregados, mezcla de suelos u otro material similar. El uso de este método está limitado generalmente a suelos en una condición de no saturados. Este método no es recomendable para suelos que sean suaves o desmenuzables (que se desmoronan fácilmente), o estén en una condición de humedad tal que el agua filtre al hoyo excavado. La precisión de este ensayo puede ser afectada por suelos que se deforman fácilmente o que sufran cambios volumétricos en el hoyo excavado debido a que el personal camine o se detenga cerca del hoyo durante el ensayo.
MATERIALES Y EQUIPOS Materiales: - Afirmado. - Arena. Equipos:
Balanza. Horno. Cono y placa. Frasco de arena.
Molde 6”
Cucharón. Brocha.
Charolas. Martillo. Cincel. Tamices. Espátula. Brocha. Regla metálica.
V. PROCEDIMIENTO
Determinación de la densidad aparente suelta de la arena estandarizada. Se pesa el molde de compactación (W 1) con su base ajustada y se verifica su volumen
Se coloca el molde sobre una superficie plana, firme y horizontal, montando en el la placa base y el aparato de densidad, procurando que la operación sea similar a la que se desarrollará en terreno.
Luego se abre la válvula y se deja escurrir la arena hasta llenar el molde, se cierra la válvula, se retiran el aparato de densidad y la placa base y se procede a enrasar cuidadosamente el molde, sin producir vibración, registrando el peso del molde más la arena que contiene. Esta operación se repetirá hasta obtener, a lo menos, tres pesadas que no difieran entre sí más de un 1%.
Promediando los valores, se obtiene el peso del molde con arena (W 2 ) y se determina la densidad aparente suelta de la arena.
Determinación del peso de arena necesario para llenar el cono y el espacio de la placa base. Se llena el aparato de densidad con arena registrando el peso del conjunto (W 3). Luego se coloca la placa base sobre una superficie plana, firme y horizontal, montando en ella el aparato de densidad.
Se abre la válvula y se espera hasta notar que la arena ha parado de fluir, momento en el cual se cierra la válvula. Finalmente se registra el peso del aparato de densidad más la arena remanente (W 4). Esta operación se repetirá para obtener un segundo valor que se promediará con el anterior y por diferencia de pesos se obtendrá la masa de arena que llena el cono y el espacio de la placa base (W 5).
Determinación del volumen del agujero. Nivelada la superficie a ensayar, se coloca la placa base y se procede a excavar un agujero dentro de la abertura de
ésta. El volumen de suelo más o menos a remover, será el indicado en la tabla de la figura 2.12., la cual está en función del tamaño máximo de las partículas del suelo. Este material extraído será depositado dentro de un recipiente hermético.
Luego se pesa el aparato de densidad con el total de arena (W 8), el que es puesto enseguida sobre la abertura de la placa base y se abre la válvula dejando escurrir la arena hasta que se detenga, momento en el cual se cierra la válvula y se determina el peso del aparato de densidad más la arena remanente (W 9).
Finalmente, se recupera la arena de ensaye desde dentro del agujero y se deja en un envase aparte, de modo de reacondicionarla para poder volver a utilizarla en otra toma de densidad.
CALCULOS:
CONCLUSIONES
Nuestro suelo compactado tiene un contenido de humedad de 2.91% entonces su grado de compactación es 82.17 % la arena (ottawa) usada en el desarrollo de este ensayo cumplió con los requisitos de ser limpia, seca, uniforme, durable y que discurra libremente; con un cu=d60/d10
