ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

Introducci ó n

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.

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ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

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.

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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Placa base colocada en la superficie

ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

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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Excavando dentro de la abertura de la placa

Verificando la profundidad

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Pesar el cono con la arena ya en su interior 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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Guardando las muestras en los frascos

Pesando el cono con la arena, como peso inicial

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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

Placa metálica

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DIBUJO N° 01: Cono de Arena

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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).

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° 02: Placa Metálica

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Balanza

Utilizada para pesar la muestra, con sensibilidad al gramo.

Cincel

Utilizada para la perforación en el suelo estudiado.

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DIBUJO N° 03: Arena

DIBUJO N° 04: Balanza

DIBUJO N° 05: Cincel

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Comba

Con el cincel ayudaran a perforar el suelo estudiado.

Brocha

Para limpieza y mejor aplicación del ensayo.

Cucharon

Para recoger la muestra.

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DIBUJO N° 07: Brocha

DIBUJO N° 06: Comba

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Depositos

Para almacenar la muestra mientras esta se extrae.

Reglas

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

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DIBUJO N° 08: Cucharon

DIBUJO N° 9: Depósitos

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Tamiz 3/ 4”

Para tamizar la muestra.

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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DIBUJO N° 10: Regla

DIBUJO N° 11: Tamiz

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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 : 1.97 gr/cm3 Optimo contenido de humedad : 10.76 %

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CALCULO DE LA DENSIDAD DE LA ARENA:

PESO UNITARIO SUELTO

Peso unidad1 Peso del molde 6015 gr2 Volumen del molde 2143 cm^33 Peso del molde + muestra 1 8788 gr4 Peso del molde + muestra 2 0 gr5 Peso de muestra 1 2773 gr6 Peso de muestra 2 gr7 Peso promedio de muestras 2773 grDENSIDAD DE LA ARENA 1.3 gr/ cm3

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:

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ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

CONTENIDO DE HUMEDAD %

FRASCO N° 23 261.- PESO FRASCO + SUELO HUMEDO 120.54 116.59 gr.2.- PESO FRASCO + SUELO SECO 115.02 109.91 gr.3.- PESO DE AGUA CONTENIDA (1-2) 5.52 6.68 gr.4.- PESO DEL FRASCO 27.57 26.91 gr.5.- PESO SUELO SECO (2-4) 87.45 83 gr.6.- CONTENIDO DE HUMEDAD % (3/5*100) 6.31 8.05 %7.- CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO 7.18 %

CÁLCULO DEL GRADO DE COMPACTACION DEL SUELO:

SOLICITANTE: INFORME N°OBRA: REALIZADO POR:MATERIAL: ARCILLA Y ARENA FECHA DEL ENSAYO:CANTERA:NUMERO DE PRUEBA: D1 D

2D3

ESPESOR COMPACTADO:LADO:PROGRESIVA:

1 PESO DEL SUELO HUMEDO + DEPOSITO 4346 gr2 PESO DEL DEPOSITO 542 gr3 PESO DEL SUELO HUMEDO DEL HUECO (1–2) 3804 gr4 PESO DE LA ARENA + EL FRASCO 6413 gr5 PESO DE LA ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO 1578 gr6 PESO ARENA HUECO + PESO ARENA CONO (4-5) 4835 gr7 PESO ARENA CONO 1473 gr8 PESO ARENA DEL HUECO (6-7) 3362 gr9 DENSIDAD DE LA ARENA 1.3 gr/ cm310

VOLUMEN DEL HUECO (8/9) 2586.15 cm3

11

PESO DE LA GRAVA SECADA AL AIRE 0

12

PESO ESPECIFICO DE LA GRAVA 0

1 VOLUMEN GRAVA POR DESPLAZAMIENTO (11/12) 0

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ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

314

PESO DEL SUELO (3-11) 3804.00 gr

15

VOLUMEN DEL SUELO (10-13) 2586.15 cm3

16

DENSIDAD DEL SUELO HUMEDO (14/15) 1.47 gr/ cm3

17

HUMEDAD CONTENIDA EN EL SUELO 7.18 %

18

DENSIDAD DEL SUELO SECO (16/17 + 100)*100 1.37 gr/ cm3

19

MAXIMA DENSIDAD DETERMINADA EN LA CURVA 1.97 gr/ cm3

20

PORCENTAJE DE COMPACTACIÓN (18/19*100) 69.66 %

21

PORCENTAJE DE COMPACTACIÓN ESPECIFICADO ------

A = APROBADO R = RECHAZADO

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, que fue 69.66

%, el suelo donde se hizo el ensayo de DENSIDAD DE

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ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

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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