Cono De Arena Monografia 1t3s6e
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UNIVERSIADAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ INGENIERIA CIVIL
CONTENIDO
1. introducción 2. objetivos del ensayo 3. referencia normativa 4. marco teórico 5. alcance 6. generalidades 7. importancia del uso 8. áreas de ejecución 9. método del cono de arena 10. procedimiento en campo 11. procedimiento en laboratorio 12. equipos y materiales 13. descripción de materiales
MECANICA DE SUELOS II
SEXTO “B”
UNIVERSIADAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ INGENIERIA CIVIL
MÉTODO CONO DE ARENA (ASTM D 1556)
INTRODUCCIÓN El ensayo de densidad IN SITU por el método del CONO DE ARENA permite obtener la densidad de terreno al cual sea aplicado el mismo, y así verificar los resultados obtenidos en trabajos de compactación de suelos, y compararlos con las especificaciones técnicas en cuanto a la humedad, la densidad y el grado de compactación del suelo evaluado, y así poder determinar la calidad del suelo donde se vayan o se están ejecutando proyectos de ingeniería.
Entre los métodos utilizados para determinar la Densidad del Terreno se encuentra el Método del Densímetro Nuclear, Método del Cono de Arena, este último que es el descrito en la siguiente monografía, es aplicable en suelos cuyos tamaños de partículas sean menores a 1 ½” (38mm); y se basa en la relación hecha entre el Peso del Suelo Húmedo (sacado de una pequeña perforación hecha sobre la superficie del terreno y generalmente del espesor de la capa compactada) con el volumen del dicho agujero. Para luego proceder a calcular el peso unitario seco. En esta investigación se detallará los fundamentos básicos para la realización del ensayo, así como el procedimiento de ejecución y la toma de datos que serán indispensables para calcular el contenido de humedad, densidad de la arena y calibración del cono.
OBJETIVOS DEL ENSAYO: Determinar la Densidad del Suelo Seco y el Contenido de Humedad del Suelo en el campo, para luego poder determinar el Grado de Compactación que presenta el suelo en el campo por el Método de Cono de Arena.
REFERENCIA NORMATIVA: MECANICA DE SUELOS II
SEXTO “B”
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Las siguientes referencias contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de la presente Norma:
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
ASTM D 1556 (el Método de Prueba de Norma para la Densidad y Peso de
(Densidad en el sitio - Método del Cono)
la Unidad en el Lugar por el Método del Arena-cono)
ASSHTO T 191 (En el lugar de Densidad Por El Método de Cono de Arena)
MARCO TEÓRICO 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 que tenga el suelo, también depende del contenido de humedad que presente el suelo en estudio, (compactación de la capa de suelo).
El ensayo de densidad seca permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos con el ensayo del cono de arena en los suelos a investigar, 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:
METODOLOGÍAS El ensayo de Densidad de Campo In – Situ se puede realizar mediante 3 métodos: 1. Densidad del suelo por el Cono de Arena (ASTM D 1556). 2. Densidad y peso unitario por el Globo de Hule (ASTM – 2167). 3. Densímetro nuclear (ASTM D 2922 y D 3017).
MECANICA DE SUELOS II
SEXTO “B”
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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
ALCANCE
Determina la densidad in – situ de suelos.
En algún material que pueda ser excavado.
No usar en suelos que comprometan la salud.
Se limita a suelos saturados y muy blandos o muy sueltos.
GENERALIDADES
Esta norma de ensayo se establece para determinar la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena
Este método se aplica a suelos que no tengan una cantidad excesiva de rocas o suelos gruesos con diámetro mayor 1 ½” (38mm).
El suelo de tener la suficiente cohesión o atracción ante partículas para mantener estables los lados del hoyo o excavación.
Este método de ensayo no es adecuado para suelos orgánicos, saturados o
altamente
plásticos que podrían
deformarse
o
comprimirse durante la excavación (suelos suaves o desmenuzables, que se desmoronan fácilmente o sufran cambios volumétricos).
No es adecuado para materiales granulares que no mantengan sus lados estables ni suelos granulares que contengan alta porcentaje de vacíos.
Este método es muy difundido para determinar la densidad de suelos compactados utilizando en la construcción de terraplenes de tierra, rellenos de carreteras y estructuras de relleno.
Este ensayo no debe realizarse en un lugar donde se encuentre vibraciones, movimientos ya que así no obtendríamos la densidad real.
IMPORTANCIA DEL USO
El método es ampliamente usado.
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Determina densidad depósitos naturales y terraplenes.
ÁREAS DE EJECUCIÓN
Rellenos compactados.
Presas de tierra (durante la construcción).
Estructuras de pavimentos (sub rasante, sub base, base).
Pista de aterrizaje (aeropuertos).
Terraplén para vías férreas.
Cimentaciones de canales.
Fondos de piscina, veredas, losa deportiva, estructuras para pisos, almacenes, silos, parques de estacionamiento, etc.
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 (arena compuesta por partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y comprendida entre las mallas Nº 10 ASTM (2,0 mm.) y Nº 35 ASTM (0,5 mm.)) y de granos redondeados para llenar el hueco excavado en terreno .
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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 método del cono de arena utiliza una arena uniforme normalizada y de granos redondeados (arena OTAWA con Cu<2) para llenar el hueco excavado en terreno.
Este método de ensayo no es adecuado para:
Suelos orgánicos, saturados o altamente plásticos que podrían deformarse o comprimirse durante la excavación del hoyo de ensayo.
Suelos que contengan materiales granulares dispersos que no mantengan los lados estables en el orificio de ensayo.
Tampoco para suelos que contengan una cantidad considerable de material grueso mayor de 1 ½ pulg. (38 mm) o cuando los volúmenes de los orificios de ensayo son mayores a 0.1 pie3 (2830 cm3) se aplica el Método de Ensayo ASTM D4914 o ASTM D5030.
Este ensayo 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 a una prueba de laboratorio.
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.
El Grado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente expresión:
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PROCEDIMIENTO EN CAMPO El procedimiento que debe de realizarse antes del ensayo son:
Con la arena calibrada pase #20 y retenida #30 se verterá en el contenedor.
Luego pesar el contenedor con la arena calibrada.
Después de obtenido el peso total debemos obtener el peso obtenido en el cono de arena, para esto hay que verter la arena que tiene el contenedor sobre la placa base de 6″ de diámetro.
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Después de vaciar la arena en el cono como se muestra arriba, se debe proceder a pesar de nuevo el contenedor para saber la arena que se quedó en el cono.
PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO IN SITU:
Colocar la placa base de 6″ de diámetro en el suelo.
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Luego se debe iniciar la excavación con el cincel dentro del círculo de la plantilla de la placa base hasta alcanzar un aproximado de 15 cm de profundidad sobre el círculo de la plantilla.
Luego colocar todo el material extraído en una bolsa.
El material extraído debe pesarse en una balanza.
Una vez que se ha sacado la muestra de suelo, debe colocarse la arena calibrada que llevamos en el contendor sobre el agujero realizado.
Cuando se ha vertido la arena, debemos de volver a pesar el contenedor para poder saber el peso de la arena en el orificio, para así poder determinar el volumen retirado del material en el suelo.
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Después recoger la arena calibrado ensayos futuros, sin recoger la contaminada por el suelo.
Pasar el material que hemos extraído por la malla de ¾ y quitar todo el material retenido para poder obtener una muestra donde sacaremos su contenido de humedad y su peso seco respectivo.
PROCEDIMIENTO DE LABORATORIO
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Una vez se hayan terminado las labores de campo, se procede en el laboratorio a determinar el contenido de humedad del suelo resultante de la excavació
CALCULOS:
%c
Porcentaje de compactación:
=
p
* 100
pmax.
Dónde:
p= densidad seca in-situ en campo
pmax= densidad seca máxima en laboratorio
Volumen de excavación:
Ve =
Mo – M1 – Cc P
Dónde:
Ve: =Volumen de la excavación Mo:= Peso inicial de aparato cono y arena lleno M1:= Peso de aparato cono y arna después de dejar fluir hasta parar Cc: =Constante del cono P: =Densidad de la arena MECANICA DE SUELOS II
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Contenido de humedad del suelo:
W (%) =
Wh – Ws
* 100
Wh
Masa seca del suelo
W seco =
Wh 1 + W (%)
Dónde:
W seco: peso seco del suelo de excavación W hum: peso húmedo de excavación W (%): contenido de humedad
Densidad seca in-situ
P=
W seco Ve
Dónde:
W seco: peso del suelo de excavación Ve: volumen de excavación
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CALCULOS OBTENIDOS Progresiva
PUNTO 1
PUNTO 2
PUNTO 3
PUNTO 4
Ubicación
JR. ALFONZO UGARTE
jr. AMAZONAS
JR. JUNIN
JR. UMACHIRI
Profundidad
12.0 cm
11.5 cm
12.0 CM
12.5 CM
DENSIDAD DE CAMPO 1 Peso del frasco + arena gr.
5999
5991
5951
5932
2 Peso fras. T arena Sobrante gr.
1634
1579
1489
1675
3 Peso de arena emple gr. (1)-(2)
4365
4412
4462
4257
4 Peso arena del cono gr.
1664
1664
1664
1664
5 Peso arena de hueco gr. (3)-(4)
2701
2748
2798
2593
6 Densidad de la arena
1.36
1.36
1.36
1.36
7 Volumen de hueco cc (5)/(6) Y
1986
2021
2057
1907
8 Peso tarro + suelo + grava gr.
3797
4107
4118
3857
10 Peso del suelo + grava (8)-(9) gr.
3797
4107
4118
3857
11 Densidad muestra humeda gr/cm3
1.91
2.03
2.00
2.02
9 Peso del tarro gr.
CONTENIDO DE HUMEDAD (Cuando el contenido de grava es 15 % de la muestra compactada) 12 Peso recipiente + suelo hum. Gr
382.19
430.26
425.08
427.86
13 Peso recipiente + suelo seco gr.
357.02
406.46
402.01
399.83
14 Peso de agua gr. (12)-(13)
25.17
23.8
23.07
28.03
15 Peso recipiente gr.
39.21
38.69
39.08
39.29
317.81
367.77
362.93
360.54
17 Cont. Hum. (14):(16)*100
7.92
6.47
6.36
7.77
18 Dens. muestra seca (11):(19)+(17)
1.78
1.91
1.88
1.88
3533
3862
3872
3579
203.31
82.35
195.75
328.23
21 % ret. En tamiz N° 3/4 (20):(19)*100
5.75
2.13
5.06
9.17
22 Peso esp. De la grava
2.56
2.55
2.56
2.56
16 Peso suelo seco gr. (13)-(15)
% DE GRAVA 19 Peso total muestra seca gr. 20 Peso retenido tamiz N° 3/4 gr.
CORRECCIÓN DE DENSIDAD POR CONTENIDO DE GRAVA DE 15% A 40% 23 Volumen de grava cc.
79.5
32.3
76.5
128
24 Peso seco fino gr (19)-(20)
3330
3780
3676
3251
25 Volumen de finos CC (7)-(23)
1907
1988
1981
1779
26 Dens. Seca finos (24):(25)
1.750
1.900
1.860
1.830
27 Maxima densidad
1.972
1.972
1.972
1.972
28 Optimo cont. Humedad
10.64
1.64
10.64
10.64
88.74
96.35
94.32
92.8
29 Correc. Dens Proctor (grava 40%) % COMP
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EQUIPOS Y MATERIALES
Aparato de cono de arena
Frasco de aprox. De un galón
Válvula cilíndrica con un orificio de ½” de diámetro
Embudo
Base: corresponde a una platina de forma cuadrada
arena limpia, seca, uniforme y cu menor de 2 (tamaño max. de partículas malla n° 10 y menos del 3% de mallas que paa malla n° 60)
Balanza
Horno
Flexo metro
Brocha
Cincel, espátula
Martillo
Cucharón de laboratorio
Bolsas
EQUIPOS DE SEGURIDAD
Lentes de seguridad
Guantes
Casco
DESCRIPCION DE MATERIALES APARATO DEL CONO DE ARENA El aparato del cono de arena consistirá de un frasco de aproximadamente un galón (3.785lts.) y de un dispositivo ajustable que consiste de una válvula cilíndrica con un orificio de 12.7mm (1/2) de diámetro y que tiene un pequeño embudo que continua hasta una tapa de frasco de tamaño normal en un extremo y con un embudo mayor en el otro. Placa de base para su uso, esto puede hacer más difícil la nivelación pero MECANICA DE SUELOS II
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permite en el ensayo abrir agujeros de diámetro mayores y puede reducir la perdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente, así como también ofrecer una base más constante para ensayos en suelos blandos. Cuando se usa la placa de base deberá considerarse como una parte del embudo en el procedimiento de este método de ensayo.
PLACA METÁLICA HUECA O PLACA BASE Es una placa con un orificio central de igual diámetro de 6” de diámetro al del embudo de aparato del cono de arena y puede reducir la pérdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente, así como también ofrecer una base más constante para ensayos en suelos blandos. Cuando se usa la placa de base deberá considerarse como una parte del embudo en el procedimiento de este método de ensayo.
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BALANZA De capacidad superior a 10 kg, con precisión de 1 gr.
CÁPSULAS
Para recoger parte de la muestra del suelo y colocarlas al horno, y así determinar su contenido de humedad.
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CINCEL Para la perforación en el suelo estudiado (punta y/o plano).
T AM I Z (3/4’’) Para pasar la muestra.
CUCHARAS Conjuntamente con los guantes nos ayudaran a recoger la muestra.
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BROCHA Para la limpieza de granos en equipos y hoyo)
MARTILLO Conjuntamente con el cincel ayudar a perforar el suelo estudiado.
HORNO O ESTUFA Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras (T° promedio de 110° Durante 24 horas) con el fin de determinar su contenido de humedad.
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BIBLIOGRAFÍA:
-Universidad Nacional de Ingeniería – FIC ( ), “Laboratorio de Mecánica de Suelos”
Das, Braja M. (2001), “Principios de Ingeniería de Cimentaciones”, International Thomson Editores
-http://documents.tips/documents/astm-d1556-07-cono-de-arena56975cb4c0d2d.html
-Bowles, Joseph E. (1981), “Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil. McGraw-Hill Book Company.
Bowles, Joseph E. (1984), “Physical and Geotechnical Properties of Soils”. McGraw-Hill Book Company
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CONTENIDO
1. introducción 2. objetivos del ensayo 3. referencia normativa 4. marco teórico 5. alcance 6. generalidades 7. importancia del uso 8. áreas de ejecución 9. método del cono de arena 10. procedimiento en campo 11. procedimiento en laboratorio 12. equipos y materiales 13. descripción de materiales
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MÉTODO CONO DE ARENA (ASTM D 1556)
INTRODUCCIÓN El ensayo de densidad IN SITU por el método del CONO DE ARENA permite obtener la densidad de terreno al cual sea aplicado el mismo, y así verificar los resultados obtenidos en trabajos de compactación de suelos, y compararlos con las especificaciones técnicas en cuanto a la humedad, la densidad y el grado de compactación del suelo evaluado, y así poder determinar la calidad del suelo donde se vayan o se están ejecutando proyectos de ingeniería.
Entre los métodos utilizados para determinar la Densidad del Terreno se encuentra el Método del Densímetro Nuclear, Método del Cono de Arena, este último que es el descrito en la siguiente monografía, es aplicable en suelos cuyos tamaños de partículas sean menores a 1 ½” (38mm); y se basa en la relación hecha entre el Peso del Suelo Húmedo (sacado de una pequeña perforación hecha sobre la superficie del terreno y generalmente del espesor de la capa compactada) con el volumen del dicho agujero. Para luego proceder a calcular el peso unitario seco. En esta investigación se detallará los fundamentos básicos para la realización del ensayo, así como el procedimiento de ejecución y la toma de datos que serán indispensables para calcular el contenido de humedad, densidad de la arena y calibración del cono.
OBJETIVOS DEL ENSAYO: Determinar la Densidad del Suelo Seco y el Contenido de Humedad del Suelo en el campo, para luego poder determinar el Grado de Compactación que presenta el suelo en el campo por el Método de Cono de Arena.
REFERENCIA NORMATIVA: MECANICA DE SUELOS II
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Las siguientes referencias contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de la presente Norma:
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
ASTM D 1556 (el Método de Prueba de Norma para la Densidad y Peso de
(Densidad en el sitio - Método del Cono)
la Unidad en el Lugar por el Método del Arena-cono)
ASSHTO T 191 (En el lugar de Densidad Por El Método de Cono de Arena)
MARCO TEÓRICO 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 que tenga el suelo, también depende del contenido de humedad que presente el suelo en estudio, (compactación de la capa de suelo).
El ensayo de densidad seca permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos con el ensayo del cono de arena en los suelos a investigar, 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:
METODOLOGÍAS El ensayo de Densidad de Campo In – Situ se puede realizar mediante 3 métodos: 1. Densidad del suelo por el Cono de Arena (ASTM D 1556). 2. Densidad y peso unitario por el Globo de Hule (ASTM – 2167). 3. Densímetro nuclear (ASTM D 2922 y D 3017).
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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
ALCANCE
Determina la densidad in – situ de suelos.
En algún material que pueda ser excavado.
No usar en suelos que comprometan la salud.
Se limita a suelos saturados y muy blandos o muy sueltos.
GENERALIDADES
Esta norma de ensayo se establece para determinar la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena
Este método se aplica a suelos que no tengan una cantidad excesiva de rocas o suelos gruesos con diámetro mayor 1 ½” (38mm).
El suelo de tener la suficiente cohesión o atracción ante partículas para mantener estables los lados del hoyo o excavación.
Este método de ensayo no es adecuado para suelos orgánicos, saturados o
altamente
plásticos que podrían
deformarse
o
comprimirse durante la excavación (suelos suaves o desmenuzables, que se desmoronan fácilmente o sufran cambios volumétricos).
No es adecuado para materiales granulares que no mantengan sus lados estables ni suelos granulares que contengan alta porcentaje de vacíos.
Este método es muy difundido para determinar la densidad de suelos compactados utilizando en la construcción de terraplenes de tierra, rellenos de carreteras y estructuras de relleno.
Este ensayo no debe realizarse en un lugar donde se encuentre vibraciones, movimientos ya que así no obtendríamos la densidad real.
IMPORTANCIA DEL USO
El método es ampliamente usado.
MECANICA DE SUELOS II
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Determina densidad depósitos naturales y terraplenes.
ÁREAS DE EJECUCIÓN
Rellenos compactados.
Presas de tierra (durante la construcción).
Estructuras de pavimentos (sub rasante, sub base, base).
Pista de aterrizaje (aeropuertos).
Terraplén para vías férreas.
Cimentaciones de canales.
Fondos de piscina, veredas, losa deportiva, estructuras para pisos, almacenes, silos, parques de estacionamiento, etc.
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 (arena compuesta por partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y comprendida entre las mallas Nº 10 ASTM (2,0 mm.) y Nº 35 ASTM (0,5 mm.)) y de granos redondeados para llenar el hueco excavado en terreno .
MECANICA DE SUELOS II
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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 método del cono de arena utiliza una arena uniforme normalizada y de granos redondeados (arena OTAWA con Cu<2) para llenar el hueco excavado en terreno.
Este método de ensayo no es adecuado para:
Suelos orgánicos, saturados o altamente plásticos que podrían deformarse o comprimirse durante la excavación del hoyo de ensayo.
Suelos que contengan materiales granulares dispersos que no mantengan los lados estables en el orificio de ensayo.
Tampoco para suelos que contengan una cantidad considerable de material grueso mayor de 1 ½ pulg. (38 mm) o cuando los volúmenes de los orificios de ensayo son mayores a 0.1 pie3 (2830 cm3) se aplica el Método de Ensayo ASTM D4914 o ASTM D5030.
Este ensayo 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 a una prueba de laboratorio.
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.
El Grado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente expresión:
MECANICA DE SUELOS II
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PROCEDIMIENTO EN CAMPO El procedimiento que debe de realizarse antes del ensayo son:
Con la arena calibrada pase #20 y retenida #30 se verterá en el contenedor.
Luego pesar el contenedor con la arena calibrada.
Después de obtenido el peso total debemos obtener el peso obtenido en el cono de arena, para esto hay que verter la arena que tiene el contenedor sobre la placa base de 6″ de diámetro.
MECANICA DE SUELOS II
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Después de vaciar la arena en el cono como se muestra arriba, se debe proceder a pesar de nuevo el contenedor para saber la arena que se quedó en el cono.
PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO IN SITU:
Colocar la placa base de 6″ de diámetro en el suelo.
MECANICA DE SUELOS II
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Luego se debe iniciar la excavación con el cincel dentro del círculo de la plantilla de la placa base hasta alcanzar un aproximado de 15 cm de profundidad sobre el círculo de la plantilla.
Luego colocar todo el material extraído en una bolsa.
El material extraído debe pesarse en una balanza.
Una vez que se ha sacado la muestra de suelo, debe colocarse la arena calibrada que llevamos en el contendor sobre el agujero realizado.
Cuando se ha vertido la arena, debemos de volver a pesar el contenedor para poder saber el peso de la arena en el orificio, para así poder determinar el volumen retirado del material en el suelo.
MECANICA DE SUELOS II
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Después recoger la arena calibrado ensayos futuros, sin recoger la contaminada por el suelo.
Pasar el material que hemos extraído por la malla de ¾ y quitar todo el material retenido para poder obtener una muestra donde sacaremos su contenido de humedad y su peso seco respectivo.
PROCEDIMIENTO DE LABORATORIO
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Una vez se hayan terminado las labores de campo, se procede en el laboratorio a determinar el contenido de humedad del suelo resultante de la excavació
CALCULOS:
%c
Porcentaje de compactación:
=
p
* 100
pmax.
Dónde:
p= densidad seca in-situ en campo
pmax= densidad seca máxima en laboratorio
Volumen de excavación:
Ve =
Mo – M1 – Cc P
Dónde:
Ve: =Volumen de la excavación Mo:= Peso inicial de aparato cono y arena lleno M1:= Peso de aparato cono y arna después de dejar fluir hasta parar Cc: =Constante del cono P: =Densidad de la arena MECANICA DE SUELOS II
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Contenido de humedad del suelo:
W (%) =
Wh – Ws
* 100
Wh
Masa seca del suelo
W seco =
Wh 1 + W (%)
Dónde:
W seco: peso seco del suelo de excavación W hum: peso húmedo de excavación W (%): contenido de humedad
Densidad seca in-situ
P=
W seco Ve
Dónde:
W seco: peso del suelo de excavación Ve: volumen de excavación
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CALCULOS OBTENIDOS Progresiva
PUNTO 1
PUNTO 2
PUNTO 3
PUNTO 4
Ubicación
JR. ALFONZO UGARTE
jr. AMAZONAS
JR. JUNIN
JR. UMACHIRI
Profundidad
12.0 cm
11.5 cm
12.0 CM
12.5 CM
DENSIDAD DE CAMPO 1 Peso del frasco + arena gr.
5999
5991
5951
5932
2 Peso fras. T arena Sobrante gr.
1634
1579
1489
1675
3 Peso de arena emple gr. (1)-(2)
4365
4412
4462
4257
4 Peso arena del cono gr.
1664
1664
1664
1664
5 Peso arena de hueco gr. (3)-(4)
2701
2748
2798
2593
6 Densidad de la arena
1.36
1.36
1.36
1.36
7 Volumen de hueco cc (5)/(6) Y
1986
2021
2057
1907
8 Peso tarro + suelo + grava gr.
3797
4107
4118
3857
10 Peso del suelo + grava (8)-(9) gr.
3797
4107
4118
3857
11 Densidad muestra humeda gr/cm3
1.91
2.03
2.00
2.02
9 Peso del tarro gr.
CONTENIDO DE HUMEDAD (Cuando el contenido de grava es 15 % de la muestra compactada) 12 Peso recipiente + suelo hum. Gr
382.19
430.26
425.08
427.86
13 Peso recipiente + suelo seco gr.
357.02
406.46
402.01
399.83
14 Peso de agua gr. (12)-(13)
25.17
23.8
23.07
28.03
15 Peso recipiente gr.
39.21
38.69
39.08
39.29
317.81
367.77
362.93
360.54
17 Cont. Hum. (14):(16)*100
7.92
6.47
6.36
7.77
18 Dens. muestra seca (11):(19)+(17)
1.78
1.91
1.88
1.88
3533
3862
3872
3579
203.31
82.35
195.75
328.23
21 % ret. En tamiz N° 3/4 (20):(19)*100
5.75
2.13
5.06
9.17
22 Peso esp. De la grava
2.56
2.55
2.56
2.56
16 Peso suelo seco gr. (13)-(15)
% DE GRAVA 19 Peso total muestra seca gr. 20 Peso retenido tamiz N° 3/4 gr.
CORRECCIÓN DE DENSIDAD POR CONTENIDO DE GRAVA DE 15% A 40% 23 Volumen de grava cc.
79.5
32.3
76.5
128
24 Peso seco fino gr (19)-(20)
3330
3780
3676
3251
25 Volumen de finos CC (7)-(23)
1907
1988
1981
1779
26 Dens. Seca finos (24):(25)
1.750
1.900
1.860
1.830
27 Maxima densidad
1.972
1.972
1.972
1.972
28 Optimo cont. Humedad
10.64
1.64
10.64
10.64
88.74
96.35
94.32
92.8
29 Correc. Dens Proctor (grava 40%) % COMP
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EQUIPOS Y MATERIALES
Aparato de cono de arena
Frasco de aprox. De un galón
Válvula cilíndrica con un orificio de ½” de diámetro
Embudo
Base: corresponde a una platina de forma cuadrada
arena limpia, seca, uniforme y cu menor de 2 (tamaño max. de partículas malla n° 10 y menos del 3% de mallas que paa malla n° 60)
Balanza
Horno
Flexo metro
Brocha
Cincel, espátula
Martillo
Cucharón de laboratorio
Bolsas
EQUIPOS DE SEGURIDAD
Lentes de seguridad
Guantes
Casco
DESCRIPCION DE MATERIALES APARATO DEL CONO DE ARENA El aparato del cono de arena consistirá de un frasco de aproximadamente un galón (3.785lts.) y de un dispositivo ajustable que consiste de una válvula cilíndrica con un orificio de 12.7mm (1/2) de diámetro y que tiene un pequeño embudo que continua hasta una tapa de frasco de tamaño normal en un extremo y con un embudo mayor en el otro. Placa de base para su uso, esto puede hacer más difícil la nivelación pero MECANICA DE SUELOS II
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permite en el ensayo abrir agujeros de diámetro mayores y puede reducir la perdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente, así como también ofrecer una base más constante para ensayos en suelos blandos. Cuando se usa la placa de base deberá considerarse como una parte del embudo en el procedimiento de este método de ensayo.
PLACA METÁLICA HUECA O PLACA BASE Es una placa con un orificio central de igual diámetro de 6” de diámetro al del embudo de aparato del cono de arena y puede reducir la pérdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente, así como también ofrecer una base más constante para ensayos en suelos blandos. Cuando se usa la placa de base deberá considerarse como una parte del embudo en el procedimiento de este método de ensayo.
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BALANZA De capacidad superior a 10 kg, con precisión de 1 gr.
CÁPSULAS
Para recoger parte de la muestra del suelo y colocarlas al horno, y así determinar su contenido de humedad.
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CINCEL Para la perforación en el suelo estudiado (punta y/o plano).
T AM I Z (3/4’’) Para pasar la muestra.
CUCHARAS Conjuntamente con los guantes nos ayudaran a recoger la muestra.
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BROCHA Para la limpieza de granos en equipos y hoyo)
MARTILLO Conjuntamente con el cincel ayudar a perforar el suelo estudiado.
HORNO O ESTUFA Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras (T° promedio de 110° Durante 24 horas) con el fin de determinar su contenido de humedad.
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BIBLIOGRAFÍA:
-Universidad Nacional de Ingeniería – FIC ( ), “Laboratorio de Mecánica de Suelos”
Das, Braja M. (2001), “Principios de Ingeniería de Cimentaciones”, International Thomson Editores
-http://documents.tips/documents/astm-d1556-07-cono-de-arena56975cb4c0d2d.html
-Bowles, Joseph E. (1981), “Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil. McGraw-Hill Book Company.
Bowles, Joseph E. (1984), “Physical and Geotechnical Properties of Soils”. McGraw-Hill Book Company
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