Inf. N 1 - Densidad de Campo

“UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO”

Facultad de Ingeniería Civil,Sistemas y Arquitectura

Escuela Profesional de Ingeniería Civil

PRACTICA DE LABORATORIO PAVIMENTOS N°1“ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO METODO DEL CONO DE ARENA”

Docente : Ing. Abraham FERNANDEZ MUNDACA

Alumno : JULON GUEVARA, Marcos Ivan

Código : 070308 E

Grupo Horario : 16 B

Hora : Martes 12:30 p.m. – 14:10 p.m.

Fecha de Realización : 04 de Setiembre del 2012

Fecha de Entrega : 11 de Setiembre del 2012

Ciclo Académico : 2012 - I

Lambayeque, Perú

PAVIMENTOS ING. ABRAHAM FERNANDEZ MUNDACA

INDIC

E

I. INTRODUCCIÓN.................................................3II. ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN................................4

III.REFERENCIAS NORMATIVAS.......................................4IV. MARCO TEORICO................................................5

V. EQUIPOS Y MATERIALES.........................................61.Aparato de Densidad........................................6

2.Arena......................................................63.Balanzas...................................................7

4.Placa base.................................................75.Balanza....................................................8

6.Cincel.....................................................87.Martillo...................................................8

8.Brocha.....................................................89.Guantes....................................................9

10....................................................Cucharon9

11...........................................Bolsa de muestras9

12....................................................Deposito9

13....................................................Tamiz ¾”10

14...................................Equipo para el secamiento10

VI. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS..............................11VII.DATOS.......................................................12

VIII.........................................CALCULOS Y RESULTADOS12

IX. CONCLUSIONES................................................14

DENSIDAD DE CAMPO 2


X. BIBLIOGRAFIA................................................14XI. ANEXOS......................................................15

DENSIDAD DE CAMPO 3


I. INTRODUCCIÓN

A un suelo natural o compactado muchas veces se le

debe medir la densidad in situ, tal como se presenta

en la realidad. Este parámetro se puede medir con

equipos nucleares, con el balón de goma o con el

método del cono de arena. Este informe expone las

bases del método del cono de arena y expone un

ejemplo de cálculo de densidad in situ para este

método. Los datos obtenidos son utilizados para

calcular la densidad relativa del suelo.

Este informe proporciona un medio para comparar las

densidades secas en obras en construcción, con las

obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que

la densidad seca obtenida en el campo se fija con

base en una prueba de laboratorio.

DENSIDAD DE CAMPO 4


II. ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN

Este método de ensayo establece cómo determinar la densidad y

el peso unitario de suelos in situ utilizando el equipo de

cono de arena.

Este método de ensayo se puede utilizar también para la

determinación de densidad y peso unitario in situ de suelos

inalterados, siempre que los poros o vacíos del suelo sean lo

suficientemente pequeños para evitar que la arena utilizada en

el ensayo se introduzca en ellos. El suelo u otro material

utilizado en el ensayo deben tener suficiente cohesión o

atracción entre partículas para mantener estables las paredes

del agujero confeccionado, y ser lo suficientemente firme para

soportar sin deformaciones ni desprendimientos la leve presión

ejercida durante la excavación y el posicionamiento del equipo

sobre él.

Este método de ensayo no es adecuado para suelos orgánicos,

saturados o con alta plasticidad que se puedan deformar o

comprimir durante la excavación del agujero. Este método de

ensayo puede no ser adecuado en suelos conformados por

materiales granulares sueltos que no mantienen las paredes

estables del agujero del ensayo, suelos que contienen

cantidades considerables de material grueso mayor que 38 mm de

diámetro y suelos granulares que tienen un alto índice de

vacíos.

Cuando los materiales que son ensayados contienen una cantidad

considerable de partículas mayores que 38 mm o cuando se

requiere que el volumen del agujero excavado sea mayor que 2

830 cm3, se debe aplicar los métodos ASTM D 4914 o ASTM D

5030.

DENSIDAD DE CAMPO 5


III. REFERENCIAS NORMATIVAS

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.

NTP 339.143 (Método de ensayo estándar para la densidad y

peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono

de arena)

MTC E 117 (Densidad en el sitio - Método del Cono)

ASTM D 1556 (Standard Test Method for Density and Unit

Weight of Soil in Place by the Sand-Cone Method)

ASSHTO T 191 (Density In-Place By The Sand Cone Method)

IV. MARCO TEORICO

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO METODO 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 este informe nos referiremos solamente el primero.

DENSIDAD DE CAMPO 6


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.

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.

V. EQUIPOS Y MATERIALES

1. Aparato de DensidadSe utilizara el cono convencional, y menor o igual a 150 mm

(6”) en el otro. Se utilizara el macro cono. El cono

convencional utilizado en este ensayo es un aparato medidor

de volumen, provisto de una válvula cilíndrica de 12.7 mm

(½”) de abertura, que controla el llenado de un cono de 6” de

diámetro y 60° de ángulo basal. Un extremo termina en forma

de embudo y su otro extremo se ajusta a la boca de un

recipiente de aproximadamente 1 galón de capacidad. La

válvula debe tener topes que permitan fijarla en su posición

completamente cerrada o completamente abierta. Base metálica

de 12”X12”, con un agujero en el centro de 6” de diámetro.

DENSIDAD DE CAMPO 7


2. ArenaLa 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 2

mm (No.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 250 μm, No.60), para prevenir segregación en

almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente

como consecuencia de variaciones en la humedad atmosférica

(arena de Ottawa o Guamo, Tolima).

DENSIDAD DE CAMPO 8


3. BalanzasUna balanza de capacidad de 10 kg y sensibilidad de 2 g y

otra de capacidad de 200 g y sensibilidad de 0.1 g.

4. Placa base

Es una placa con un orificio central de igual diámetro

al del embudo de aparato del cono de arena.

5. Balanza

Para pesar la muestra con sensibilidad al gramo.

DENSIDAD DE CAMPO 9


6. Cincel

Para la perforación en el suelo estudiado.

7. Martillo

Conjuntamente con el cincel ayudar a perforar el suelo

estudiado.

8. Brocha

Para limpieza y mejor aplicación del ensayo.

9. Guantes.

Para recoger la muestra.

DENSIDAD DE CAMPO 10


10. Cucharon

Conjuntamente con los guantes nos ayudaran a recoger la

muestra.

11. Bolsa de muestras

Para recoger la muestra sin que la misma pierda parte de

su humedad.

12. Deposito

Para almacenar la muestra mientras esta se extrae.



13. Tamiz ¾”

Para pasar la muestra.

14. Equipo para el secamiento

Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras

con el fin de determinar su contenido de humedad.



VI. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS

Se seleccionara el lugar para efectuar el ensayo, siendo

éste en el sector nor-oriente de la Universidad Central.

Se prepara la superficie del punto a controlar,

nivelándola o emparejándola y quitando el material vegetal

que hubiere, para conseguir un buen asentamiento de la

placa.

Se coloca la placa base sobre la superficie nivelada y se

procede 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 debe ser similar al espesor de la capa

bajo control, que en este caso se supuso de 15 cms. por no

tener especificaciones técnicas.

Al ejecutar la excavación se debe tener cuidado de no

alterar las paredes del suelo que delimitan la

perforación, especialmente cuando predominan partículas

que al sacarlas pueden desmoronar los costados, cambiando

la geometría de la perforación. Si esto ocurriese, se

deberá hacer una perforación nueva.

Se coloca todo el suelo excavado en un envase o bolsa

resistente, el cual debe cerrar herméticamente para

conservar la humedad del suelo y evitar posibles pérdidas

de material o contaminación, con un papel que indique las

condiciones de la muestra (lugar, fecha, material, hora,

etc.).

Se procede a pesar en la balanza el cono con la arena ya

en su interior como peso inicial.

Se procede a colocar el cono de arena y abrir la llave

hasta que se llene de arena la cavidad hecha



Se procede a pesar el cono de arena con el resto de arena

que quedo como peso final.

Se pesa un porcentaje de muestra para determinar su

contenido de humedad posteriormente en laboratorio.

VII. DATOS

VIII. CALCULOS Y RESULTADOS

CONTENIDO DE HUMEDAD %MUESTRA ARCILLA

LIMOSAARCILLA LIMOSA

FRASCO N° 24 61.- PESO FRASCO + SUELO HUMEDO 104.1

7gr. 100.6

9gr.

2.- PESO FRASCO + SUELO SECO 99.89 gr. 96.45 gr.

3.- PESO DE AGUA (1-2) 4.28 gr. 4.24 gr.

4.- PESO FRASCO 28.15 gr. 26.78 gr.

5.- PESO SUELO SECO (2-4) 71.74 gr. 69.67 gr.

6.- CONTENIDO DE HUMEDAD % (3/5*100) 5.97 % 6.09 %7.- CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO % 6.03 %

N° DE PRUEBA 1


DATOS

TARRO 24 TARRO 061

.

PESO DE MUESTRA + TARRO 104.17 100.69

2

.

PESO DE MUESTRA SECA + TARRO 114.99 96.45

3

.

PESO DEPOSITO 28.15 26.78

4

.

PESO DE SUELO HUMEDO 4283

5

.

PESO DE DEPOSITO 168

6

.

PESO ARENA + EL FRASCO 6393

7

.

PESO ARENA QUE QUEDA EN EL

FRASCO

1489


ESPESOR COMPACTADO EN CM. 15.00 cmLADO DERECHO

PROGRESIVA 0+500.00 km1.- PESO DE SUELO HUMEDO 4283 gr.2.- PESO DEL DEPOSITO 168 gr.3.- PESO DEL SUELO HUMEDO DEL HUECO (1-2) 4115 gr.4.- PESO DE LA ARENA + EL FRASCO 6393 gr.5.- PESO DE LA ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO 1489 gr.

6.-PESO DE LA ARENA HUECO + PESO ARENA CONO (4-5) 4904 gr.

7.- PESO ARENA CONO 1504 gr.8.- PESO ARENA HUECO (6-7) 3400 gr.

9.- DENSIDAD DE LA ARENA 1.34gr./cm3

10.- VOLUMEN DEL HUECO (8/9) 2537 cm311.- PESO DE GRAVA SECA AL AIRE gr.12.- PESO ESPECIFICO DE GRAVA 0 gr.13.- VOLUMEN GRAVA POR DESPLAZAMIENTO (11/12) 0 cm314.- PESO DEL SUELO (3-11) 4115 gr.15.- VOLUMEN DEL SUELO (10-13) 2537 cm316.- DENSIDAD DEL SUELO HUMEDO (14/15) 1.62 gr/cm317.- HUMEDAD DEL SUELO 6.03 %18.- DENSIDAD DEL SUELO SECO (16/(1+17/100)) 1.53

gr./cm3

19.- MAXIMA DENSIDAD DE LA CURVA 1.96

gr./cm3

20.- % DE COMPACTACION (18/19*100) 78.04 %



IX. CONCLUSIONES

Según el CAPITULO 3 (TECNICAS DE INVESTIGACION DE CAMPO,ENSAYOS DE LABORATORIO, REQUISITOS DE LOS MATERIALES Y PRUEBADE CONTROL) – CONTROL Y TOLERANCIA indica que en la subrasante, la humedad de compactación no deberá variar en ± 2%del óptimo contenido de humedad a fin de lograr losporcentajes de compactación específicos. El grado decompactación requerido será del 95% de su Máxima DensidadSeca Teórica Proctor Modificado (NTP 339.141:1999) en lossuelos granulares y del 95% de su Máxima Densidad SecaTeórica Proctor Estándar (NTP 339.142:1999) en los suelosfinos. Se tolera hasta 2 puntos porcentuales menos encualquier caso aislado, siempre que la media aritmética de 6puntos de la misma compactación sea igual o superior a loespecificado.

Concluimos que nuestro terreno bien compactado ya que tiene97.85 % y el grado de compactación requerida será del 95% desu Máxima Densidad Seca.

X. BIBLIOGRAFIA

http://www.ingenieracivil.com/2008/03/densidad-in-situ-metodo-del-cono-de.html

http://www.astm.org/Standards/D1556.htm http://civilgeeks.com/astm-d-1556-82-en-espanol/ http://html.rincondelvago.com/densidad-del-suelo.html



XI. ANEXOS


Inf. N 1 - Densidad de Campo

Documents

Transcript of Inf. N 1 - Densidad de Campo